[实用新型]一种数字化闭环矢量控制三相交流标准源

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力计量领域的一种交流标准源，尤其是一种数字化闭环矢量控制三相交流标准源。

背景技术

为保证标准源输出信号精度，需对输出信号进行幅值控制和相位控制。目前，国内外幅值控制主要采用差值法：输出信号经AD转换成直流信号，直流信号与机内基准信号比较，来保证输出信号的幅值。相位控制大都采用过零触发来检测相位，经相位/时间采样，再进行相位控制。

幅值控制容易引起振荡，准确度低；而相位控制在输出信号存在谐波时，过零触发的引入会增加相位误差，且需经过相位检测、计算、输出控制和相位平衡等四个步骤才能确定相位输出，过程复杂。传统控制方法无法满足标准源高效、高准确度输出的目的。

发明内容

为解决现有技术的不足，本实用新型提供一种数字化闭环矢量控制三相交流标准源及其闭环矢量控制方法，能够实现手动控制、计算机控制一体化的数字化三相交流标准源，其控制灵活、使用方便、准确度高。

本实用新型采用以下技术方案达到上述目的：一种数字化闭环矢量控制三相交流标准源，由外设模块、管理单元模块、信号处理模块及信号输出模块组成，管理单元模块分别与外设模块、信号处理模块双向相连，信号输出模块与信号处理模块、管理单元模块相连。

外设模块由键盘、显示模块、控制接口模块组成，控制接口模块由RS232通信接口和RS485通信接口组成。

管理单元模块由ARM单元、电源以及一个程控时钟组成，ARM芯片型号为LPC1758。

信号处理模块由全信息采集模块、模拟量反馈测量模块组成。

所述全信息采集模块电压采样采用温度系数为2ppm、比差/角差为0.002％的高稳定性电阻，电流采样采用有源补偿式电流互感器。

所述模拟量反馈测量模块采用的DSP型号为TMS320VC5502、ADC型号为AD7606。

所述数字化闭环矢量控制三相交流标准源的闭环矢量控制方法，包括如下步骤：

1)针对输出信号，由全信息采集模块同时记录信号的幅值和相位；

2)模拟量反馈测量模块利用A/D将所得的幅值和相位转换成数字信号，由DSP将各信息分别与基准信号进行比较，同时向管理单元输出反馈信号；

3)若反馈信号符合系统要求，则管理单元发出触发信号，允许信号输出；若反馈信号不符合系统要求，则校正SPWM信号和放大器控制信号，同时管理单元亦不发出触发信号，从而得到一个新的反馈信号，再与基准信号比较，如此循环，直至反馈信号满足系统要求，管理单元才发出触发信号。

本实用新型的突出效果在于：

1)标准源输出准确度高，频率输出准确度达0.002Hz，电压/电流输出准确度达0.05％，相位输出准确度达0.05°，功率输出准确度达0.05％RG；

2)采用闭环矢量控制算法，既提高控制精度，又保证系统运行的稳定性，稳定度达0.01％/2min；

3)开放式接口协议，可以实现手动控制和计算机自动控制，使用便捷、效率高；

4)可单次或叠加多次谐波输出，2至31次谐波输出准确度达0.5％；三相电压之间、三相电流之间、各相电压和电流之间可任意移相，可模拟各种电力故障输出；具有完善的过流、过压、过热、短路、开路、过载保护。

附图说明

图1为外设模块原理框图；

图2为管理单元模块原理框图；

图3为信号处理模块原理框图；

图4为信号输出模块原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。

数字化闭环矢量控制三相交流标准源工作过程如下：通过外设模块1设定输出信号目标值；并由外设模块1发送“外设输入信号”给管理单元模块2；管理单元2对该信号分析，并发送“控制信号”给信号处理模块3；在信号处理模块3中，采用闭环矢量控制方法，得到“反馈信号”，同时将此信号反馈给管理单元模块2，将“目标信号”传送给信号输出模块4。管理单元模块2对反馈信号进行分析，若符合要求，则发送“触发信号”给信号输出模块4，该模块输出“目标信号”，与此同时，管理单元模块2亦发送信号给外设模块1，显示各输出信号的波形；若反馈信号不符合要求，则管理单元模块2调整控制信号，再将其发送给信号处理模块3，继而通过闭环矢量控制得到新的反馈信号，如此循环，从而可得“目标信号”。