usb電力諧波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)_第1頁(yè)
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1、基于USB的電力諧波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)摘要:摘要:電力是人們生活越來(lái)越不可缺少的一種能源,但是隨著非線(xiàn)性負(fù)載在電力系統(tǒng)中的增加,使得電力系統(tǒng)受到的諧波污染日趨嚴(yán)重。電力諧波帶來(lái)的危害,既影響電網(wǎng)中接連設(shè)備的壽命,也影響電網(wǎng)的自身安全。針對(duì)電力諧波進(jìn)行研究,找到防治辦法是非常重要的,防治的首要前提就是及時(shí)正確的獲取諧波數(shù)據(jù)。本文針對(duì)要獲取的電力諧波數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,提出了基于USB的數(shù)據(jù)采集方案,并比較了基于傳統(tǒng)總線(xiàn)的數(shù)據(jù)采集方式。隨后,對(duì)USB

2、的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的分析,結(jié)合電力諧波數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn),詳細(xì)地介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)。其中,硬件部分完成了傳感器的選擇,AD轉(zhuǎn)換器的選擇,并選擇了Cypress公司的CY7C6801356pin芯片為作為接口的核心芯片。在對(duì)上述傳感器和芯片作了詳細(xì)地介紹后,也給出了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)電路,包括AD轉(zhuǎn)換器與接口芯片的連接設(shè)計(jì),電源轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)等,并對(duì)電路的PCB制作提出了工藝要求。在軟件部分,詳細(xì)闡述了CY7C68013在固件控制下

3、,進(jìn)行的數(shù)據(jù)采集和傳輸,文中還介紹了USB的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)過(guò)程,以及上位機(jī)管理程序的設(shè)計(jì),最后,完成了一個(gè)用USB對(duì)電力諧波信號(hào)的進(jìn)行采集的完整系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中應(yīng)用USB總線(xiàn)技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、傳輸和保存數(shù)據(jù)的功能,并且使系統(tǒng)具有了即插即用的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:電力諧波,數(shù)據(jù)采集,USB,固件,驅(qū)動(dòng)程序1序言1.1課題研究背景1.1.1電力諧波隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步,電器設(shè)備的大量應(yīng)用,人們生活的方方面面越來(lái)越離不開(kāi)電力能源,各種

4、各樣的用電設(shè)備,方便了人們的生活和工作?,F(xiàn)代人們對(duì)電的依賴(lài)有增無(wú)減表現(xiàn)在科研、生產(chǎn)、交通、運(yùn)輸、生活、娛樂(lè)等等各個(gè)方面。隨著科技水平的進(jìn)步,人們對(duì)電力資源的認(rèn)識(shí)也越來(lái)越透徹,從而發(fā)現(xiàn)了電力資源中存在著諧波現(xiàn)象,電力諧波對(duì)電力供應(yīng)有著非常嚴(yán)重的影響。研究表明,非線(xiàn)性負(fù)載在使用中,由于其獲得的電流和電壓是一種非線(xiàn)性關(guān)系的,故可產(chǎn)生畸變的電流,畸變電流反饋到電路回路中又會(huì)引起電壓的畸變。從而形成對(duì)電力系統(tǒng)的污染。非線(xiàn)性負(fù)載包括各種各樣的電力電

5、子裝置,如電弧類(lèi)設(shè)備,家用電器以及一些高新技術(shù)應(yīng)用的多種設(shè)備。這些類(lèi)型的設(shè)備就單個(gè)個(gè)體而言,所產(chǎn)生的諧波不大。但隨著社會(huì)的發(fā)展,這類(lèi)用電設(shè)備的大量增加,己經(jīng)構(gòu)成了一個(gè)產(chǎn)生電力諧波的群體,它們產(chǎn)生的諧波總和已經(jīng)不能再被忽略,而成為了電力系統(tǒng)諧波的一個(gè)主要來(lái)源。世界各國(guó)的電力發(fā)展過(guò)程也說(shuō)明了這一點(diǎn),美國(guó)在上世紀(jì)九十年代中后期非線(xiàn)性負(fù)載比1992年上升了4污倍。而英國(guó)從六十年代電子技術(shù)快速發(fā)展開(kāi)始,若不對(duì)諧波加以有效的控制,到八十年代末,英國(guó)

6、的電力系統(tǒng)供電電壓畸變率可能高達(dá)100k。在電子領(lǐng)域飛速發(fā)展的日本也面臨著同樣的問(wèn)題,就其換流裝置一種設(shè)備而言,從1990年到2000年的十年間,若不加以控制,估計(jì)產(chǎn)生的諧波量和電力系統(tǒng)容量的比例能上升2倍左右。隨著非線(xiàn)性負(fù)載的快速增加,諧波對(duì)電力系統(tǒng)的污染也日趨嚴(yán)重。而諧波的存在對(duì)于用電設(shè)備而言,存在著不同程度的影響和危害。例如,電機(jī)受諧波的影響,傳輸效率降低,功率損耗加大,同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲,甚至由于克服無(wú)用功而要提高功率,導(dǎo)致

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