发电机三相电压相位差的数字测量 (精).pdfVIP

第13卷第3期 湖南工程学院学报 Vol13．No．3 2003年9月 Instituteof S印t2003 ofHunall Jounlal Engineering 发电机三相电压相位差的数字测量 刘国繁，彭楚武 (湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082) 摘要：针对噪声干扰、量化误差和信号频率波动，提出了一种基于谐波分析和周期跟踪测量相位差的 方法，介绍了测量原理争实现方法．在发电机试验系统中的应用表明，该方法是一种切实可行的高精度 相位差测量方法． 关键词：谐波分析；数字相关原理；相位差测量 中图分类号：TP273文献标识码：A 文章编号：1671—119x(2003)03—0006一03 法，该方法利用相关函数和正弦函数的一些性质，使 噪声信号、高次谐波信号与基波信号分离，自动跟踪 0引言 信号周期的变化，提高了抗干扰能力和测量准确度． 在发电机型式试验和出厂试验中，发电机三相 1测量原理 输出电压之同的相位差是必须检试的指标，且有明 确的要求．如某中频发电机，额定频率为400地，在 1．1基于谐波分析的无噪信号相位差测量 三相对称负载下，从空载到额定负载。三相电压相位 设“1(￡)是经过隔直和低通滤波处理的无噪声 差应不大于120±0．66．为了保证检试的准确性，相 被测电压信号，最高次谐波次数为L，根据电路原 位差的测量误差应不大于O．05。，这对测量精度提 理，“l(￡)可表示为 出了较高要求 “l(￡)=。蓦(n1女c。s^以+61女sin^∞￡) 相位差的测量方法较多，按实现途径可分为硬 件法和软件法两大类．硬件法以硬件为核心，直接用 =∑A1^sin(五叫}十≠1^) (1) 硬件测量两个信号初相位的时问差及周期，由软件 式中叫=2丌／T，T为“1(￡)的周期，Al¨庐l^分 或硬件将时间差变换为相位差显示．如矢量法、乘法 别为“．(≠)的^次谐波最大值和初相位．各系数计 器法及各种鉴相法【1』．软件法以软件为核心，硬件 算方法如下： 完成信号采样、A／D变换，由软件对采样数据进行 A1K=~／n缸+6乱 (2) 处理分析，得到相位差的估计值，在不引起歧义的情 况下，我们仍称之为测量值．如过零鉴相法【2J、DFT ≠·x2“啪荣 (3) 法【3J和相关函数法e4·“．随着计算机技术和虚拟仪 器技术的发展，在测试系统中，以数字信号处理为核 吣2制。“1(￡)c0曲Ⅲ蹦￡ (4) 心的软件法测量技术．将越来越多地取代传统的测 (5) 量技术L5J．在我们研制的发电机试验系统中，发电 6。。=季r州班in鼬础 机输出电压不是单一频率的正弦波，含有高次谐波， 式中^=1，2，3…．，L．采用数字测量时，设一个基 同时发电机的转速也不能绝对恒定，即电压的频率 波周期采样N次，采样周期L=T／Ⅳ，对(4)、(5) 不是严格不变的，文献[2～5]中提出的方法均不能式离散化，得 有效地解决这些问题．针对这