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近年来,电能质量已经成为重要焦点而越来越受到公用工程、设备、咨询工程师们的关注。现有的商业、工业设备和仪器,如数字计算机、电力电子设备及自动化设备,都对电源干扰很敏感。电源干扰发生频繁是由于不断增加的节能设备,如开关电源、变速装置转换器等。对电源干扰进行监控及数据采集实现对电能质量的研究势在必行。
为了更好地了解电能质量问题,必须有一套全面的监控及数据采集系统,籍此来描述干扰及电能质量变化。在实验中需要一套可配置、可编程的PXI/CompactPCI高性能PC系统,配合高速数据采集单元及软件支持来实现性能要求。
在这个项目中,采用美国国家仪器PXI硬件及LabVIEW图形化编程软件来设计系统。LabVIEW中的分析及显示工具是最理想的选择。结合LabVIEW中功能强大的分析工具及高性能基于Pentium的PXI嵌入式控制器,能够实现对频率偏移的实时监控,检测变形与波峰。高速数据采集能够为详细的谐波、相位偏移分析及电力分析提供有效的时间分辨率。
硬件
系统由美国国家仪器PXIPentium233MHz嵌入式计算机及PXI-6070E多功能数据采集板卡构成。并且采用SCXI-1120及SCXI-1327接线端子来将电网电压与计算机隔离开,将其衰减至能够适用于数据采集卡的电压范围,并采用电流探针来监控电流。
系统描述
我们将系统进行配置以实现以下任务:
连续事件及频率监控模式
在这一模式下,系统对电压及电流的输入采样,实现对波形失效和脉冲干扰的连续搜索,记录指定时间内的所有事件及波形的振幅偏移,并用时间戳标记。
在监控过程中,被记录的事件的状态将显示在前面板上。频率的监控由PXI-6007E上的计数器完成,通过测量10个输入信号的周期换算得到。搭建了一个简单的TTL电路,包含施密特门、十进制计数器、触发器,它将电压信号转换成TTL电平,为计数器产生一个选通信号。门信号将在10个输入波形的周期的时间内保持开状态。之后通过PXI-6070E发出的数字信号使电路复位,循环进行后续的频率测量。频率的当前值会在前面板上显示。监控完成后,将显示所有被记录事件的波形,并标记时间信息。
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