基于DSP+CPLD的电能质量分析仪的研制

　　现今社会,电能作为一种最直接的能源商品,存在着质量的差异。因此对电能质量数据进行检测与分析尤为重要。本文从电能质量的相关理论入手,并在此理论上设计一种电能质量分析仪样机。

　　首先,本文阐述了电能质量的相关理论,主要分析了谐波以及影响测量误差的因素。在对信号谐波作分析时,使用快速傅立叶变换(FFT)能够很大程度的减少分析时间,提高分析效率,以及提出此运算的有关问题与解决办法。频率测量是本文的关键点,由此设计的频率实时跟踪采样功能,大大减小了误差。

　　电压闪变测量对本文来说很难实现,结合IEC对测量电压闪变的规定以及参考方案,简化了测量模型,实现对闪变视感度的检测。其次在此基础上,本文设计了电能质量分析仪样机。系统利用电能质量采集板采集到6路模拟信号,再由AD转换模块转换为数字信号,输入到DSP处理器,应用FFT算法,快速分析数据,最后将数据通过CPLD显示在LCD上,减少了DSP芯片的负担。

　　软件上遵循结构化设计,对每一个的功能程序实行中断处理,结合硬件芯片设计出程序流程图。本文还介绍了软件实现频率同步、谐波分析中的FFT运算、液晶显示等软件编程问题。然后对硬件进行测试,结合软件分析和调试。结果表明,实验样机最终能够显示波形、电压有效值、电流有效值、频谱图等功能。最后本文对研究工作中遇到的问题提出了总结与指出了不足之处,以及对此领域的展望。