三相电源检测.pdf

三相电源检测系统设计三相电源检测系统设计 三相电源检测系统设计三相电源检测系统设计 摘 摘 要要 摘摘 要要 本设计采用 AT89C51 单片机实现三相电压与电流的检测。该设计可检测三相 交流电压（AC 0V×3）及三相交流电流（A、B、C 线电流 0～5A）。本系统的变 压器、放大器、A/D 转换和计算产生的综合误差满足 5%的精度要求。输出采用 128×64 LCD 方式显示，单片机电源部分直接由 AC 0V 交流电经整流、滤波、 稳压供电。系统采用数字时钟芯片和 8kB 的 RAM 进行存储器的扩展。 关键词：关键词：三相交流电 AD 转换 变压器 LCD 显示 8KB RAM 关键词关键词：： 1.引言 当前电力电子装置和非线性设备的广泛应用，使得电网中的电压、电流波形 发生严重畸变，电能质量受到严重的影响和威胁；同时，各种高性能家用电器、 办公设备、精密试验仪器、精密生产过程的自动控制设备等对供电质量敏感的用 电设备不断普及对电力系统供电质量的要求越来越高，电能质量问题成为各方面 关注的焦点，电能质量检测是当前的一个研究热点，有必要对三相电信号进行采 样，便于进一步分析控制。 目前，精度要求不高的交流数字电压表大多采用平均值原理，只能测量不失 真时的正弦信号有效值，因此受到波形失真的限制而影响测量精度和应用范围。 真有效值数字仪表可以测量在任何复杂波形而不必考虑波形种类和失真度的特 点以及测量精确度高、频带范围宽、响应速度快的特点而得到广泛应用。提高系 统的测量精度、稳定性特性是设计中的关键。 真有效值的数字电压数字电压表和以往的仪表有所不同的是可以检测波形 复杂的三相交流电压电流。这些都是以单片机为基础的智能化仪表，同时充分表 明单片机是一个应用于对象体系的智能化工具。 本设计用单片机进行三相电压与电流的硬件检测系统。该系统检测三相交流 电压（AC 0V×3）及三相交流电流（A、B、C 线电流 0～5A）。本系统的变压器、 放大器、A/D 转换和计算产生的综合精度满足 5%要求。输出显示采用 128×64 点阵的 LCD，单片机电源由 AC 0V 交流供电通过变压与整流稳压电路实现。系 统配有数字时钟芯片、8kB 的 RAM 存储器扩展芯片。 2 总体设计方案 总体设计方案框架如图 2-1 所示，由交流信号处理部分、A/D 转换电路、51 单片机控制、数据存储器电路、LCD 显示电路以及稳压电源电路组成。 图2-1 总体系统原理图 2.1 设计思路 本设计分为直流稳压电源、三相交流电压电流表和存储器扩展模块 。其 中， 三相电压电流表部分，以 AT89C51 作为控制核心，待测信号通过电压电流互感电 路、衰减运放电路，之后送入真有效值转换电路，转换成直流信号，经放大后使 得满足输入 A/D 转换需求，转换完成后单片机取走 A/D 转换器的数值，再进行数 据处理，处理后数据送给 LCD 将其显示，具体流程如图 2- 2所示。存储器扩展模 块是用一片 6264 芯片扩展 8KB 数据存储器。 交 电 衰 真 放 流 压 减 值 大 电 电 运 有 及 AT 压 流 放 效 A/ 89 LCD 电 互 电 值 D