CN103134985A - 一种电源同期捕捉的工程实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种电源同期捕捉的工程实现方法。硬件上采用过零采样的方法，计算脉冲的个数来确定信号的频率，将两信号进行叠加处理，计算相位差值；在相位差处理时相关计算函数放入主程序调用；软件上分别采样两信号的脉冲信号，为避免在处理相位差脉冲时出现漏点的情况，在相位差处理时相关计算函数放入主程序调用，中断中只做简单的采样和简单的比较处理。与现有技术相比较，克服了同期捕捉效率差、成本高、方式单一，且无法保证相位差计算精确度的缺陷，可应用于大部分的相位差采样测量场合，实现了电流控制可靠、精确，具有硬件成本低，简单实用的明显优点。

Description

一种电源同期捕捉的工程实现方法

技术领域

本发明一种电源同期捕捉的工程实现方法，涉及的是电力系统智能控制技术领域，应用于厂用快切装置。

背景技术

同期捕捉切换方式是指在母线残压与备用电源电压向量第一次相位重合时进行切换，同期捕捉实现方法主要体现在相位差的计算和切换动作的判断，现有的方法通常是在两个正弦信号FFT计算的基础上得到各自的幅值、相位，然后相位做减求相位差，且都是同频率情况下，但在实际运用中你会发现当两个信号频率差变化，或不同频率的时候，这样的方法有它自身的局限性，一般的处理器直接测量得到的相位偏差较大，这样就不能精确的判断相位重合点，也就不能正确地实现切换功能，当然可以使用高性能的DSP芯片提高运算的能力，提高精确度，但这样无疑增加了设备的成本，也提高了整个设计方案的复杂度和实现的难度，并不能确保功能实现的可靠性。

发明内容

本工程实现方法是为了克服现有的同期捕捉效率差、成本高、实现方式单一且无法保证相位差计算精确度的缺陷而设计一种基于通用单片机采样计算实现的简单、可靠、精确、低硬件成本的一种电源同期捕捉的工程实现方法。其方法是：

(1)硬件上采用过零采样的方法，主CPU使用32位的STM32处理器，采用其外部中断功能捕获相位差值脉冲，定时间隔≤为1ms。

(2)软件上分别采样两信号的脉冲信号，计算脉冲的个数来确定信号的频率，为提高相位差测量的准确性，在这里我们将两信号进行叠加处理，测算每个相位差脉冲信号的上升沿和下降沿之间的间隔时间，依次来计算相位差值；

(3)相位差值分析处理上，我们仍采用通常的等长时间间隔内求平均的方法来减少误差；

(4)在计算相位差的时候应选择参考相位，以确定相位的超前或落后，同时在两信号频率相差正负0.05HZ的情况下注意相位零点的相位补偿，补偿的系数根据具体的硬件及采样周期来做出相应的调整；

(5)为避免在处理相位差脉冲时出现漏点的情况，在相位差处理时相关计算函数放入主程序调用，中断中只做简单的采样和简单的比较处理。

实施该技术后的优点和效果在于：克服现有的同期捕捉效率差、成本高、方式单一，且无法保证相位差计算精确度的缺陷，可应用于大部分的相位差采样测量场合，实现了电流控制可靠、精确，具有硬件成本低，简单实用的明显优点。

附图说明

图1为本方法的切换原理依据示意图；

具体实施方式：

以下结合附图，对本发明作进一步描述：

见附图1，其基本实现原理：A-B为同期捕捉切换的安全区域，因此相位差的精确度决定了同期捕捉切换的是否成功的关键。

见附图1，硬件上采用过零采样的方法，主CPU使用32位的STM32处理器，采用其外部中断功能捕获相位差值脉冲，硬件上将两信号进行叠加处理，测算每个相位差脉冲信号的上升沿和下降沿之间的间隔时间，依次来计算相位差值，选择合适的参考相位，以确定相位的超前或落后，在两信号频率相差很小的情况下还需要对相位过零点进行补偿过程，正确的软件调用过程等都有利于最终得到高精度的相位差。

Claims (1)

1.一种电源同期捕捉的工程实现方法，其方法是：

(1)硬件上采用过零采样的方法，主CPU使用32位的STM32处理器，采用其外部中断功能捕获相位差值脉冲，定时间隔≤为1ms。

(2)软件上分别采样两信号的脉冲信号，计算脉冲的个数来确定信号的频率，为提高相位差测量的准确性，在这里我们将两信号进行叠加处理，测算每个相位差脉冲信号的上升沿和下降沿之间的间隔时间，依次来计算相位差值；

(3)相位差值分析处理上，我们仍采用通常的等长时间间隔内求平均的方法来减少误差；

(4)在计算相位差的时候应选择参考相位，以确定相位的超前或落后，同时在两信号频率相差正负0.05HZ的情况下注意相位零点的相位补偿，补偿的系数根据具体的硬件及采样周期来做出相应的调整；

(5)为避免在处理相位差脉冲时出现漏点的情况，在相位差处理时相关计算函数放入主程序调用，中断中只做简单的采样和简单的比较处理。

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