[实用新型]工频谐波分析仪

说明书

本实用新型涉及一种用于电力电网中工频交流信号波形检测与分析的仪器，特别是一种采用集成电路元件和工业用微型计算机的智能化的工频谐波分析仪。

近年来，随着现代工业的发展，电气化铁道的大量铺设及冶金、机械、化工等工业企业大量使用电力整流（如可控硅整流）和换流装置等非线性负载，使电网谐波问题日趋严重，这种工频谐波的存在对电网、电力系统中其它用户及有线和无线通讯产生了严重的危害和影响。因而，只有对其进行有效的监测并管制，才能有效地清除这种电网污染。

根据数学原理，满足所谓狄里赫里条件的周期函数可以展开为收敛的级数，此级数称之为傅立叶级数，可用数学公式写成：

f（t）＝Ao＋

式中：Ao为周期函数f（t）的恒定分量，第二项A_lmSin（ωt＋ψ₁）称为基波分量，与周期函数相同，其它各项称之为高次谐波。数学关系确定的函数可以直接展开。在现有技术中采用由模似电路陷波器和比例表组合而成的工频谐波分析仪来检测，受其电路的限制，该仪器在使用上具有精度差、难调节等缺点。

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种检测精度高、可靠性好、使用简单、调整方便的工频谐波分析仪。

本实用新型的另一个目的在于提供一种采用高速模似数字转换器和微型计算机的智能化的工频谐波分析仪。

本实用新型的技术解决方案如下：一种工频谐波分析仪，包括机箱、主电路印刷板、打印机、键盘和面板，其特征在于：所述的主电路由电压、电流变换电路、多路开关电路、信号调理电路、过零检测电路、微处理器及存储器电路、发光数码管显示及键盘接口电路、打印机接口电路、与非门逻辑电路、串行通讯电路及电源电路依次相互连接组成。所述的打印机为微型打印机，所述的键盘为触摸式键盘。所述的多路开关电路由集成元件IC10、IC12及电阻R12、R13等组成，IC12₁₁脚与IC1₉脚、IC12₁₃脚与IC1₁₀脚相连；IC12₁₀脚与IC10₁₀脚、IC12₁₂脚与IC10₉脚相连；IC12₁₀脚、IC12₁₂脚分别通过R12、R13与＋12V电源相接；IC10₁₆脚接＋12V，IC10₇脚接－12V，IC10₈脚接地。所述的信号调理电路由集成元件IC8、IC9，电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，二极管D6、D7、D8、D9组成；IC8₃及IC9₃脚分别通过R3、R7接地，R4、R9相连于IC10的输出脚3，R4的另一端分别与D6的阴极、R5相连于IC8₂脚、R6、R9、R8相连于IC9₂脚，R5、R6的另一端相连于二极管D7的阳极，二极管D7的阴极、D6的阳极相连于IC8₆脚，IC9₆脚通过限流电阻R10接于IC1₄₃脚，IC9₆脚通过D8接于IC1₄₅脚并通过二极管D9接于地线。 所述的过零检测电路由集成元件IC11、电阻R11和二极管D10组成；IC11₃脚接IC10₃脚，IC11₂脚接地，IC11₈脚接＋5V，IC11₄脚接－12V，IC11₁脚接IC1₃脚，IC11₁脚通过R11接＋5V，通过D10接－12V。所述的与非门逻辑电路由集成元件IC5和IC6组成；IC6₁₂脚接地，IC6₁₃脚接IC1₁₇脚；IC6₁₄脚接IC1₁₉脚；IC6₁₅脚接IC1₁₈脚；IC6₁₀接IC6₁₁脚；IC6₅脚接IC4₂₀脚；IC6₄脚接IC5₅脚；IC6₃脚接IC3₂₀脚；IC5₂1脚接IC1₃₄及IC2₁₁脚；IC5₂脚接IC1₃₃脚；IC5₃脚接IC1₄₈脚；IC54脚接IC1₂₄脚；IC5₅脚接IC6₄脚；IC5₆脚接IC1₁₄脚；IC5₈脚接IC1₂₀脚；IC5₉脚接IC1₂₁脚；IC5₁₂脚接显示板IC20₃脚；IC5₁₃脚接IC7₁₁脚；IC5₁₅脚接显示板IC20₂₂脚；IC5₁₆脚接显示板IC20₉脚；IC5₁₇接打印机控制线STB；IC5₁₈脚接显示板。所述的发光数码管显示及键盘接口电路由集成元件IC20、IC21、IC22和驱动电路及发光数码管组成。所述的键盘按如下方式连线，第一行，电压、电流、频率、量程接线于IC20₈脚；第二行接线于IC20₁脚；第三行接线IC20₃₈脚；第一列接线于IC22₁₁脚；第二列接线于IC22₁₂脚；第三列接线于IC22₁₃脚；第四列接线于IC22₁₄。