簡易電能質(zhì)量分析儀設(shè)計本科論文.doc

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1、石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計簡易電能質(zhì)量分析儀設(shè)計DesignofSimplePowerQualityAnalyzer2012屆電氣與電子工程學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動化學(xué)號20082341學(xué)生姓名指導(dǎo)教師完成日期2012年5月30日畢業(yè)設(shè)計成績單姓名學(xué)號班級專業(yè)畢業(yè)設(shè)計題目簡易電能質(zhì)量分析儀指導(dǎo)教師姓名指導(dǎo)教師職稱副教授講師評定成績指導(dǎo)教師得分評閱人得分答辯小組組長得分成績：院長簽字：年月日畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書題　目簡易電能質(zhì)量分析儀學(xué)生姓名學(xué)號班級專業(yè)電氣工程及其自動化承擔(dān)指導(dǎo)任務(wù)單位電氣與電子工程學(xué)院導(dǎo)師姓名導(dǎo)師

2、職稱副教授講師一、主要內(nèi)容采用單片機設(shè)計一個簡易電能質(zhì)量檢測儀，可以實現(xiàn)3、5、7、9次諧波電氣值的測量。二、基本要求1.能得到電壓、電流有效值、功率、功率因數(shù)；2.諧波電路設(shè)計要合理，可以得到相應(yīng)的諧波值；3.硬件成果數(shù)據(jù)測試；4.用Protel完成電路圖繪制。三、研究方法1.通過參考資料查閱手冊了解所需器件的電氣特性。2.通過比較和計算完成各種設(shè)備的選擇；3.通過實驗，調(diào)試完成各模塊電路設(shè)計。四、應(yīng)收集的資料及參考文獻1.有關(guān)MSP430f149單片機方面的文獻資料；2.有關(guān)濾波方面的文獻資料；3.有

3、關(guān)電源模塊方面的文獻資料；4.有關(guān)諧波分析的資料。五、進度計劃1.第1周-第3周收集相關(guān)文獻資料，完成開題報告；2.第4周-第7周進行方案論證，確定系統(tǒng)設(shè)計方案：3.第8周-第13周完成硬件電路設(shè)計；4.第14周-第16周整理設(shè)計說明書，準(zhǔn)備答辯。教研室主任簽字時　間　　年　月日畢業(yè)設(shè)計開題報告題　目簡易電能質(zhì)量分析儀設(shè)計學(xué)生姓名學(xué)號班級專業(yè)電氣工程及其自動化一、研究背景隨著全球工業(yè)化進程的不斷加快，在現(xiàn)代人類社會生活中電力已經(jīng)成為不可缺少的重要能源之一。改善電能質(zhì)量對于電網(wǎng)和電氣設(shè)備的安全、經(jīng)濟運行，保

4、障產(chǎn)品質(zhì)量和科學(xué)實驗以及人民生活和生產(chǎn)的正常等均有重要意義。電能質(zhì)量直接關(guān)系到國民經(jīng)濟的總體效益。因此，正確的檢測和分析諧波是有效抑制和補償諧波的基礎(chǔ)，也是提高電能質(zhì)量的基礎(chǔ)。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外有關(guān)電能質(zhì)量監(jiān)測的研究正掀起高潮，從所適用的功率理論的擴展,到電能質(zhì)量評價指標(biāo)體系的建立；從全國性的電能質(zhì)量普查、監(jiān)測到用戶終端電氣環(huán)境的定義;各種電能質(zhì)量問題分析方法的提出，以及用戶電力技術(shù)等電能質(zhì)量控制技術(shù)的研究和裝置的開發(fā)正深入進行。1996年，IEEE將每兩年召開一次的電力諧波國際學(xué)術(shù)會議更名為電力諧波

5、與電能質(zhì)量學(xué)術(shù)會議，把電能質(zhì)量提高到一個新的高度來認(rèn)識。目前，國內(nèi)在電能質(zhì)量監(jiān)測方面的研究大多局限在諧波問題的范圍內(nèi),也提出和開發(fā)了一些監(jiān)測和改善電能質(zhì)量的電能質(zhì)量補償裝置，包括各種有源電力濾波器、動態(tài)無功補償裝置、電能質(zhì)量綜合補償裝置，以及動態(tài)電壓恢復(fù)器等，與國外的差距是非常明顯的。三、課題進行的主要工作及采用的方法本文基于MSP430F149單片機，其最大采樣頻率為25600Hz，RS-232串行通信波特率為9600bps結(jié)合由四雙向模擬開關(guān)CD4066與RC帶通濾波電路等構(gòu)成。分為單片機主控制模塊，

6、電源模塊、信號采集模塊和液晶顯示模塊。待測的模擬信號是電網(wǎng)中的交流高電壓和交流大電流，為了隔離高電壓和大電流需要進行幅值轉(zhuǎn)換變成低電壓和小電流，然而，這里不僅僅幅值是最重要的，為了不產(chǎn)生附加的畸變，變換過程中的頻率響應(yīng)應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膸?。設(shè)計選取了DVDI-001臥式穿芯小型精密電壓互感器和TA1419-4臥式穿芯小型精密交流電流互感器來來滿足以上要求。而輸出數(shù)據(jù)由1602液晶顯示出來。四、預(yù)期達到的結(jié)果可實現(xiàn)對工頻交流電低次諧波的簡單電氣特性測量。并可以通過LCD1602將檢測數(shù)據(jù)顯示出來。指導(dǎo)教師簽字時

7、間　　年　月日摘要隨著我國科技的進步和生產(chǎn)技術(shù)自動化水平的提高，電力已經(jīng)成為現(xiàn)代人類社會中非常重要且必須的能源，因此對于電能質(zhì)量的研究就顯得越來越重要。電能質(zhì)量監(jiān)測作為電能質(zhì)量監(jiān)控的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在電力系統(tǒng)的運行管理和技術(shù)監(jiān)督中起著很重要的作用，同時也是保證電力系統(tǒng)良好供電質(zhì)量的必要手段。文章在對電能質(zhì)量指標(biāo)及其綜合評價方法進行分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種電能質(zhì)量檢測裝置。本文著重介紹了該設(shè)計系統(tǒng)的硬件部分。在以單片機MSP430F149構(gòu)成的主控制模塊為基礎(chǔ)的前提下，分別設(shè)計了電源模塊、信號采集模塊、輸出顯

8、示模塊。電源模塊通過對交流市電進行變壓整流及穩(wěn)壓輸出為系統(tǒng)提供電源。信號采集模塊實現(xiàn)對模擬信號的采集處理。各種電氣參數(shù)則通過輸出顯示模塊1602顯示出來。關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量MSP430F149選頻電路諧波測量AbstractWithouradvancesintechnologyandproductiontechnologylevelofautomation,powerhasbecomeveryimportantandmustbe