CN206420957U - 一种交直交变频系统的间谐波分离、检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电能质量中的谐波、间谐波分离、检测技术领域，具体涉及一种交直交变频系统的间谐波分离、检测装置，包括：互感器，采集变频系统中的信号并进行传输；锁相环模块，接收互感器传输的信号，实现基波信号、谐波信号与间谐波信号的分离；检测装置，用于检测锁相环模块分离的间谐波信号。在交直交变频系统的间谐波分离检测装置中，先通过锁相环模块实现基波、谐波与间谐波的分离，再进一步进行频域分析（FFT加窗加插值分析）能够有效的抑制幅值较大的基波或者谐波对间谐波的泄漏影响，使幅值较小的间谐波分量也可以有效分离，具有较高的检测精度。

Description

一种交直交变频系统的间谐波分离、检测装置

技术领域

本实用新型属于电能质量中的谐波、间谐波分离、检测技术领域，具体涉及一种交直交变频系统的间谐波分离、检测装置。

背景技术

随着非线性电力电子设备、波动负载的大量使用，产生了大量的谐波、间谐波。间谐波成为即谐波后又一问题。给居民用户安全用电以及电力系统的安全、经济运行带来很大的危害。所以要有一定的措施去抑制和改善间谐波。如何精确的检测间谐波是抑制的前提，虽然目前存在的检测方法已有很多，但大多都受到谐波的干扰，即当间谐波分量很小、和谐波距离较接近时容易被谐波淹没，检测不到降低了检测精度，基于以上考虑，本实用新型提出了一种交直交变频系统的间谐波分离、检测装置。能够有效地分离基波、谐波与间谐波，抑制幅值较大的基波或者谐波对间谐波的泄漏影响，使幅值较小的间谐波分量也可以有效分离，具有较高的检测精度。

发明内容

为了减小幅值较大的基波或者谐波对间谐波的泄漏影响，使幅值较小的间谐波分量也可以有效的检测，提高间谐波的检测精度，本实用新型提出了一种交直交变频系统的间谐波分离、检测装置。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种交直交变频系统的间谐波分离、检测装置，包括：

电源；

互感器，用于采集变频系统中的信号并进行传输，所述互感器的输入端与电源的输出端连接；

锁相环模块，用于接收互感器传输的信号，实现基波信号、谐波信号与间谐波信号的分离，锁相环模块的输入端与互感器的输出端连接；

检测装置，用于检测锁相环模块分离的间谐波信号，检测装置的输入端与锁相环模块的输出端连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述锁相环模块为多个相互并联的锁相环。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述检测装置为DSP芯片，优选为TMS320LF2047的DSP芯片。

在本实用新型的一个优选实施例中，交直交变频系统的间谐波分离、检测装置还包括为DSP芯片供电的电源供电模块，电源供电模块的输出端与检测装置的输入端连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，交直交变频系统的间谐波分离、检测装置还包括显示间谐波信号的显示模块，显示模块的输入端与检测装置的输出端连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述互感器为电流互感器、电压互感器中的一种或两种。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述电源为一220V、 50HZ的交流三相电源。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述电源的输出端还连接整流装置，该整流装置的输出端连接逆变装置，该整流装置是优选为三相六脉冲全控整流装置；该逆变装置优选为三相桥式6脉冲逆变装置。优选整流装置为一个16位A/D转换模块ADS8364，用来将模拟信号转换成数字信号，送到DSP芯片中。具有多个通道，可以同时采样，速度快、功耗低、信号控制灵活。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述逆变装置的输出端连接滤波装置，优选该滤波装置为抑制谐波，减小谐波对系统影响的三相电感滤波装置。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述电流互感器在正常工作电流范围内，向测量、计量等装置提供系统的电流信息；将交直交变频系统中的电流信号采集进来。所述电压互感器在正常工作电流范围内，向测量、计量等装置提供系统的电压信息；将交直交变频系统中的电压信号采集进来。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述并联型的锁相环，先将测得的基波频率传递至各谐波处理单元，根据基波频率计算出谐波频率，然后根据输入的谐波频率完成对各谐波分量的实时跟踪；最后将所得的基波与谐波分量从原始信号中去除，得到误差分量中只含有间谐波分量。使基波、谐波与间谐波分离便于检测分析；并且并联运行的锁相环相比串联型的具有较高的测量响应速度，具有较好的实用性。

本实用新型的有益效果：

交直交变频系统的间谐波分离、检测装置，先通过锁相环模块实现基波、谐波与间谐波的分离，再进一步进行频域分析（FFT加窗加插值分析）能够有效的抑制幅值较大的基波或者谐波对间谐波的泄漏影响，使幅值较小的间谐波分量也可以有效分离，具有较高的检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，很清楚的可以看到，下面描述中的附图是本实用新型的一个示意图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1：

参照图1，一种交直交变频系统的间谐波分离、检测装置，包括：电源；互感器，采集变频系统中的信号并进行传输；锁相环模块，接收互感器传输的信号，实现基波信号、谐波信号与间谐波信号的分离，锁相环模块的输入端与互感器的输出端连接；检测装置，用于检测锁相环模块分离的间谐波信号，检测装置的输入端与锁相环模块的输出端连接；交直交变频系统的间谐波分离、检测装置还包括为DSP芯片供电的电源供电模块及显示间谐波信号的显示模块，电源供电模块的输出端与DSP芯片的输入端连接；显示模块的输入端与检测装置的输出端连接。

其中，锁相环模块为多个相互并联的锁相环, 并联型的锁相环，先将测得的基波频率传递至各谐波处理单元，根据基波频率计算出谐波频率，然后根据输入的谐波频率完成对各谐波分量的实时跟踪；最后将所得的基波与谐波分量后从原始信号中去除，使得到的误差分量中只含有间谐波分量。使基波、谐波与间谐波分离便于检测分析，并且并联运行的锁相环相比串联型的具有较高的测量响应速度，具有较好的实用性。

检测装置为DSP芯片，优选为TMS320LF2047的DSP芯片, 一个TMS320LF2047的DSP芯片，用来实现FFT加窗加插值算法的间谐波检测。具有功耗低、执行速度快的优点而且具有较高的实施控制能力,可以高效精确的进行信号处理，广泛应用于数据采集中，具有较好的实用性。电源供电模块，用来给TMS320LF2047的DSP芯片供电，显示模块，用来显示检测到的间谐波信号。

互感器为电流互感器和/或电压互感器，具体地，一个电压互感器在正常工作电流范围内，向测量、计量等装置提供系统的电压信息；将交直交变频系统中的电压信号采集进来。一个电流互感器在正常工作电流范围内，向测量、计量等装置提供系统的电流信息；将交直交变频系统中的电流信号采集进来。

本实施例的运行过程是：锁相环先将测得的基波频率传递至各谐波处理单元，根据基波频率计算出谐波频率，然后根据输入的谐波频率完成对各谐波分量的实时跟踪；最后将所得的基波、谐波分量从原始信号中去除，使得到的误差分量中只含有间谐波分量。达到基波、谐波与间谐波分离的效果; 最终将检测到的间谐波参数信息，送给显示模块，实时显示。

实施例2：

与上述实施例不同之处,在于该交直交变频系统的间谐波分离、检测装置还包括电源，电源的输出端与互感器的输入端连接，该电源为220V 50HZ的交流三相电源；电源的输出端还连接整流装置，该整流装置的输出端连接逆变装置，该整流装置是一个三相六脉冲全控整流装置；该逆变装置是一个三相桥式6脉冲逆变装置。优选整流装置为一个16位A/D转换模块ADS8364，用来将模拟信号转换成数字信号，送到DSP芯片中。具有多个通道，可以同时采样，速度快、功耗低、信号控制灵活。逆变装置的输出端连接滤波装置，优选该滤波装置为抑制谐波，减小谐波对系统影响的三相电感滤波装置。

整流装置优选A/D转换模块，利用A/D转换模块将分离出来的间谐波模拟信号转换成数字信号，送入MS320LF2047的DSP芯片中，实现FFT加窗加插值的检测算法，达到间谐波检测的效果。

参照图1，交直交变频系统的间谐波分离、检测装置的连接关系为：电源的输出端分别连接电流互感器、电压互感器、整流装置的输入端，电流互感器、电压互感器的输出端连接锁相环模块的输入端，锁相环模块、电源供电模块的输出端分别连接检测装置的输入端，检测装置的输出端连接显示模块的输入端；整流装置的输出端连接逆变装置的输入端，逆变装置的输出端连接滤波装置的输入端。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种交直交变频系统的间谐波分离、检测装置，其特征在于，包括：

电源；

互感器，用于采集变频系统中的信号并进行传输，所述互感器的输入端与电源的输出端连接；

锁相环模块，用于接收互感器传输的信号，实现基波信号、谐波信号与间谐波信号的分离；

检测装置，用于检测锁相环模块分离的间谐波信号。

2.根据权利要求1所述的交直交变频系统的间谐波分离、检测装置，其特征在于，所述锁相环模块为多个相互并联的锁相环。

3.根据权利要求1或2所述的交直交变频系统的间谐波分离、检测装置，其特征在于，所述检测装置为DSP芯片。

4.根据权利要求3所述的交直交变频系统的间谐波分离、检测装置，其特征在于，还包括为DSP芯片供电的电源供电模块，电源供电模块的输出端与检测装置的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的交直交变频系统的间谐波分离、检测装置，其特征在于，还包括显示间谐波信号的显示模块，显示模块的输入端与检测装置的输出端连接。

6.根据权利要求1所述的间谐波分离、检测装置，其特征在于，所述互感器为电流互感器、电压互感器中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的交直交变频系统的间谐波分离、检测装置，其特征在于，所述电源的输出端还连接整流装置，所述整流装置的输出端连接逆变装置。

8.根据权利要求7所述的交直交变频系统的间谐波分离、检测装置，其特征在于，所述逆变装置的输出端连接滤波装置。