数字化电力电压测量信号放大系统研究

在基于电容式电压互感器（CVT）的电力系统电压测量中CVT二次侧的带负载能力弱，导致在
大负载时测量不准确。为了解决这一问题，提出一种应用于电压互感器二次测的基于数字信号处理器（
DSP）的数字化高精度信号放大系统。采用数字化逆变器来实现电力系统正弦电压信号功率的放大，利用
DSP的高速处理能力，实现了逆变系统的高性能和高精度。数字化逆变器的控制采用TMS320F240芯片来实
现，在其软件中采用了用于电流预估计的PI控制算法和电压电流的双环控制。实验给出了输入电压信号和
输出放大后电压的比较波形，结果证明了该方法的正确性。     

集成有10位ADC的DSP在配电线路测量与保护中的应用

DSP技术在电力测量中的应用是测量仪器数字化的一个发展方向.为了解决在配网线路测量与保护技术中采样A/D不稳定性,采用TMS320LF2407DSP内嵌的ADC电路实现35kV/110kV线路测量和保护的方法,给出了详细的电路设计和有关程序设计.经A/D采样后的电流、电压送入DSP芯片,进行相关处理,得到所需要的电流和电压的平均值、有功功率及功率因数等电力参数.系统可以通过通信模块进行远程测量和数据传输,具有良好的灵活性、可升级性和高效性等特点.     

高压断路器合成试验的数字化测试系统

介绍了合成试验的基本原理,并重点论述了能够提高合成试验成功率的数字化测试系统.在该测试系统中论述了采集电流和电压信号的传感元件、测试系统的隔离保护、信号的放大、信号采集与数据处理、单片机与PC机的串行通讯等,并论述了求取电流值的数据处理方法.     

高精度模拟信号光纤传输技术研究

为了解决高压直流输电母线的电压参数测量问题,采用高精度V/F变换器将直流电压互感器的输出模拟电压信号转换成脉冲频率信号,再通过光发送模块、光纤和光接收模块实现脉冲频率信号光纤传输功能.在接收端利用DSP对接收到的脉冲频率信号进行数据处理,通过D/A转换器再还原成模拟信号,同时从数字接口输出一路数字信号.实验结果表明,模拟信号传输精度小于0.1%,数据传输速率高,传输距离远,而且传输过程不受外界电磁场干扰,能够有效地解决电流互感器和电压互感器的高压隔离问题.     

基于注入信号的发电机定子对地电容测量方法

定子绕组对地电容作为发电机的一项重要参数,其准确测量可为发电机定子接地保护方案的制定提供重要依据.在此背景下,对发电机定子绕组故障分支进行分割,并对电压互感器内部结构进行研究,提出一种采用电流信号注入形式的发电机定子绕组对地电容实时测量方法.首先,通过从电压互感器低压开口三角形侧注入电流信号,流经电压互感器高压侧及绕组对地电容构成回路;然后,分别测量电压互感器低压开口三角形侧电压和低压星型侧电压;最后,基于构成回路的简化电路以及注入的电流信号、测得的电压信号计算出定子绕组对地电容大小.该法避免了电压互感器短路阻抗对测量结果的影响,经PSCAD/EMTDC仿真结果和实验结果表明,该测量方法过程安全、接线简单、结果准确.     

基于TMS320F2812的双机高速数据采集与控制系统的设计

提出了一种通过McBSP接口互联的双处理器（DSP）并行处理系统.采用双DSP流水线体系结构,其中一个DSP负责进行各回路电压电流的采集、滤波、迭代计算,另一个DSP负责人机交互、远程通信与实时控制,二者并行工作可显著提高系统的处理能力.以此并行计算机结构为核心,设计实现了高压电力无功补偿（SVC）信号处理系统.     

基于DSP的CO2气体保护焊控制系统研究

针对CO2气体保护焊易产生飞溅、成形差等问题,设计了一种基于DSP的全数字化CO2焊机系统.该系统以TMS320F240微处理器作为控制核心,采用电压控制为外环,电流控制为内环的双闭环控制系统,并在电流环中采用自适应神经网络与PI控制相结合的控制算法,实现了对CO2焊接短路电流增长率di/dt,以及缩颈过程的有效控制,减小了焊接过程中的飞溅,改善了焊缝成形.     

一种交流调速的高精度采样系统设计

基于TMS320F2812内部自带ADC模块的优缺点分析,探讨扩展ADS8365的高精度采样系统设计,以求提高整个系统的测量和控制精度,实现数字化变频调速系统中对多路电压、电流、转速等信号的高精度采样.讨论了影响TMS320F2812芯片A/D转换器精度的原因,给出了ADS8365芯片进行电流信号采样的电路设计,并通过仿真和实际电路实验说明了电路设计的有效性.相比于TMS320F2812的单端采样,基于ADS8365的采样电路具有采样精度高、速度快、同步性好、失真小、抗干扰强,同时能够较好的抑制温漂和热噪声等明显优势.将该采样电路应用于本交流调速系统中,不仅可以大大提高系统的采样精度,增加系统的抗干扰性,也便于系统工况的实时分析,进行合理控制及实时保护.     

光推动光电混合式电流互感器的研究

研究了一种用于测量高压电站中输电线电流的光电混合式电流互感器，采用传统的电流互感器作探头，设计了一个微功耗测量电路，把被测信号转化为脉冲宽度的变化，用光纤把信号传输到单片机系统进行处理，可以在常规环境中实现光推动。     

高精度微波功率控制技术研究

针对微波输出功率控制过程中所出现的精度低、稳定性差等问题,提出了一种基于DSP的高精度微波功率控制技术.系统采用DSP技术及可控硅控制技术,通过改变磁控管阳极高压来调整磁控管阳极电流,实现了对磁控管输出微波功率的精确控制.同时采用A/D转换器及数字化温度传感器,实现了微波输出功率及微波加热效果的实时监测.通过对不同设定参数下测量的微波输出功率数据的比较,得以看出系统性能稳定可靠且输出微波功率控制精度可以达到1%.     

基于TMS320F28027的单相光伏并网系统设计

根据光伏并网发电系统的特点,设计了一套基于数字信号处理器TMS320F28027控制的单相光伏并网逆变器,分析了系统的结构和控制原理,并对系统的逆变输出和DSP输出SPWM波形进行测试。实验结果表明,并网电流波形良好,逆变器输出的电流基本与电网电压同频同相,并网的功率因数近似为1。     

基于预测控制的电机变频/工频同步切换

针对大功率变频器与工频电源切换不当引起电机产生冲击电流和转速波动的问题,提出了一种预测控制的交流电机变频/工频同步转换控制方案.采用TMS320F2812 DSP芯片对变频器输出电压和工频电压信号进行同步采样,通过鉴相运算得到两路输入信号的相差信号,然后调用预测控制算法程序实现锁相控制.当变频器输出电压与工频电网电压相位达到一致时,DSP控制继电器动作,从而实现电机由变频电路到工频电网平稳、无扰切换.仿真结果表明,该设计方案具有快速性、优良的跟踪特性和很强的鲁棒性.     

磁悬浮主轴数字功率放大器的设计研究

提出一种基于DSP的数字磁悬浮开关功率放大器;对数字功率放大器的硬件结构和软件算法进行了分析和设计,同时对功率转换电路进行了改进设计。实验结果表明,数字功率放大器具有电流纹波小、稳定性能好和电流响应快等优点。     

用DSP控制的三相弧焊逆变电源PFC技术

针对三相弧焊逆变电源功率因数校正控制较为复杂的特点,采用数字信号处理芯片为控制载体,能够实现复杂的控制算法,同时使控制方法的选择更加灵活。在对空间矢量控制原理研究的基础上,通过数字信号处理芯片将其引入到弧焊逆变电源功率因数校正控制中,达到较好的谐波抑制效果,功率因数近似为1,并具有良好的动态响应特性,通过变动负载实验验证了其用于弧焊逆变电源功率因数校正的可行性。     

基于TMS320LF2407A的电动汽车电驱动系统设计

完整地介绍了一个基于TMS320LF2407A的电动汽车电驱动系统的设计方案.该电驱动系统主要包括五个模块：永磁同步电动机，逆变器及驱动电路，传感器、保护信号及接口电路，逆变器控制器，CAN总线通讯模块.针对电动汽车这一特殊的应用场合，系统地介绍了各个模块的设计方法，直接转矩控制(DTC)的原理，永磁同步电机的DTC系统结构框图.高性能的数字信号处理器TMS320LF2407、高功率密度的永磁同步电机和先进的直接转矩控制技术的组合，能很好地完成对电动汽车的驱动.     

高精度数字化称重传感器系统研究

通过分析电源供电方式对测量精度的影响,采用间歇式恒流源对称重传感器供电,设计了基于滤波器和仪用放大器的信号调理电路,采用串行20位的模数转换器,按肖维勒准则剔除奇异数据,对数字化称重传感器系统进行优化.试验结果表明：高精度数字化称重传感器系统具有称重精度高、温度漂移小、灵敏度高的特点,为模拟称重信号的高精度数字化提供了一种解决方案.     

数字化逆变式等离子切割电源的研制

提出了一种基于数字信号处理器(DSP)和单片机(MCU)并行处理技术,实现数字化逆变式等离子切割电源的新方法,利用DSP高速强大的数据处理能力,实现切割参数的采样计算和相应控制算法;采用控制能力强大的单片机实现人机接口和逻辑控制.设计专用的保护电路、参数记忆电路和自动调高模块,实现对过压/过流保护、最佳系统参数匹配和割炬调整.实验数据表明,智能数字化切割电源控制性能好,可靠性高和操作灵活,大大改善了切割质量.     

现代电能质量监测装置的数据采集系统设计

针对电网三相电压及电流信号的采集与处理,设计了电能质量监测装置的数据采集系统。系统以霍尔传感器和串行A/D转换芯片组成前向采集电路,以数字信号处理器(DSP)组成数据处理电路,以复杂可编程逻辑控制器(CPLD)和锁相环组成硬件同步采样电路并以快速傅立叶变换为主要处理算法。实验表明:系统具有响应速度快、精度高、实时性好的优点。     

新型滑模控制功率放大器

提出了一种新型的双向Buck组合型逆变器，该逆变器采用两组独立、对称的双向Buck电路，结合滑模控制策略，实现高性能的交流信号功率放大。给出了电路的工作原理，对新型Buck逆变器拓扑进行了小信号建模和开环分析。给出了滑模控制方案，分析了滑模控制的存在条件和稳定性条件，并推导了滑模控制系数。通过1.0 kW的实验证明了分析设计的正确性。该功率放大器可以实现交流信号的准确跟踪和放大，输出频率范围可达1.0 kHz。滑模控制方案能够有效克服系统参变量变化和外部扰动，充分发挥快速响应和鲁棒性强的优点。