三相电源应用系统设计研究生类试卷584238.docVIP

研究生课程（论文类）保证上下级隔离而不互相干扰Abstract This topic is based on the MCS-51 MCU of three-phase power testing system designing, with the three-phase voltage and current hardware detection system.The system tests three-phase AC voltage (AC220V × 3) and three-phase alternating current (A, B, C line current 0 ~ 5 A). Requirements of the sensor system, amplifier, A/D conversion and calculation have comprehensive accuracy up to 5%. System sensor using giant magnetic resistance magnetic field sensor guarantees superior isolation without mutual interference, in order to reduce the error of A/D sampling, A/D conversion uses chip ADS7809 with high precision 16 sampling. The output is a circuit of 164 x 64 (Chinese 16 × 16, western 8 x 8 lattice) lattice LCD displaying. The MCU’power is supplied from AC220V communication power (need to design transformer and rectifier voltage regulator circuit). System should have digital clock chip, or 2 KB RAM memory expansion chip. Keywords: MCS-AT89S52, three-phase voltage and current, GMR magnetic field sensors, A\D conversion, LCD display 第1章 绪论 1.1 引言 三相电路是由三相电源供电的电路。三相电源能产生三个频率相同而相位互异的随时间按正弦函数变化的电动势。如果每相电动势的振幅相等、相位依次相差120度则称为三相电动势。产生对称三相电动势且各相阻抗相等的电源的称为对称电源。当三相电动势的相序依次为A (或称为U相)—B(或称为V相)—C (或称为W相) （也可看成V—W—U或W—U—V）时称为正序，反之称为负序或逆序。 在三相电路中，电源或负载各相的电压称为相电压，端线之间的电压称为线电压，流过电源或负载各相的电流称为相电流，流过各端线的电流称为线电流。星形连接时，各相电压源的负极性连在一起称为三相电源的中点或零点。各相负载的一端接在一起称为负载的中点或零点。电源中点与负载中点的连线称为中线或零线。 1.2 研究背景 随着电力系统配电网络规模的扩大，网络的监测愈显重要。为了能够更加精确、简便的监测配电网络，提高电网的可靠性，利用单片机信号处理能力强的特点，在一种新的采样原理的基础上，设计了一种三相电压电流检测系统。目前的三相电压电流测试大多数都采用平均值法测量交流电压和电流的有效值。这种交直流转换法测量交变信号的有效值存在着诸多缺点：非真有效值测量、无法测量非正弦交变周期信号、可测频域窄、存在转换误差及直流漂移误差等。另外，由于电力电子技术的发展，导致电力系统谐波含量迅速增长，电压和电流波形产生畸变，对电力系统和用电设备的安全运行带来严重影响。为保证供电质量必须对三相电流电压进行稳定的采样，本课题采用GMR磁场传感器不仅可用来探测直流和交流而且还可保证上下级隔离而不相互扰。包括晶振、复位电路、电源单片机。电GMR 传感器进行电流采样和I/V转换电路如图3所示。 GMR 传感器基于巨磁电阻效应，即在外磁场的作用下传感器电阻会发生巨大的变化，当磁场为零时，GMR 材料的电阻最大；在磁场正向或者负向增大时，GMR 材料的电阻均减小，且不同结构材料电阻下降的百分比不同。除直接测量磁场以外，GMR 传感器在电流、位移、线速度、角度、角速度和加速度等物理量的测量和生物检测上也得到应用。 GM