usb電力諧波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

1、基于USB的電力諧波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)摘要：摘要：電力是人們生活越來越不可缺少的一種能源，但是隨著非線性負載在電力系統(tǒng)中的增加，使得電力系統(tǒng)受到的諧波污染日趨嚴(yán)重。電力諧波帶來的危害，既影響電網(wǎng)中接連設(shè)備的壽命，也影響電網(wǎng)的自身安全。針對電力諧波進行研究，找到防治辦法是非常重要的，防治的首要前提就是及時正確的獲取諧波數(shù)據(jù)。本文針對要獲取的電力諧波數(shù)據(jù)進行了分析，提出了基于USB的數(shù)據(jù)采集方案，并比較了基于傳統(tǒng)總線的數(shù)據(jù)采集方式。隨后，對USB

2、的體系結(jié)構(gòu)進行了深入的分析，結(jié)合電力諧波數(shù)據(jù)采集的特點，詳細地介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件開發(fā)。其中，硬件部分完成了傳感器的選擇，AD轉(zhuǎn)換器的選擇，并選擇了Cypress公司的CY7C6801356pin芯片為作為接口的核心芯片。在對上述傳感器和芯片作了詳細地介紹后，也給出了系統(tǒng)的硬件設(shè)計電路，包括AD轉(zhuǎn)換器與接口芯片的連接設(shè)計，電源轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計等，并對電路的PCB制作提出了工藝要求。在軟件部分，詳細闡述了CY7C68013在固件控制下

3、，進行的數(shù)據(jù)采集和傳輸，文中還介紹了USB的驅(qū)動程序設(shè)計過程，以及上位機管理程序的設(shè)計，最后，完成了一個用USB對電力諧波信號的進行采集的完整系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中應(yīng)用USB總線技術(shù)不僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、傳輸和保存數(shù)據(jù)的功能，并且使系統(tǒng)具有了即插即用的特點。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:電力諧波，數(shù)據(jù)采集，USB，固件，驅(qū)動程序1序言1.1課題研究背景1.1.1電力諧波隨著社會的發(fā)展進步，電器設(shè)備的大量應(yīng)用，人們生活的方方面面越來越離不開電力能源，各種

4、各樣的用電設(shè)備，方便了人們的生活和工作?，F(xiàn)代人們對電的依賴有增無減表現(xiàn)在科研、生產(chǎn)、交通、運輸、生活、娛樂等等各個方面。隨著科技水平的進步，人們對電力資源的認識也越來越透徹，從而發(fā)現(xiàn)了電力資源中存在著諧波現(xiàn)象，電力諧波對電力供應(yīng)有著非常嚴(yán)重的影響。研究表明，非線性負載在使用中，由于其獲得的電流和電壓是一種非線性關(guān)系的，故可產(chǎn)生畸變的電流，畸變電流反饋到電路回路中又會引起電壓的畸變。從而形成對電力系統(tǒng)的污染。非線性負載包括各種各樣的電力電

5、子裝置，如電弧類設(shè)備，家用電器以及一些高新技術(shù)應(yīng)用的多種設(shè)備。這些類型的設(shè)備就單個個體而言，所產(chǎn)生的諧波不大。但隨著社會的發(fā)展，這類用電設(shè)備的大量增加，己經(jīng)構(gòu)成了一個產(chǎn)生電力諧波的群體，它們產(chǎn)生的諧波總和已經(jīng)不能再被忽略，而成為了電力系統(tǒng)諧波的一個主要來源。世界各國的電力發(fā)展過程也說明了這一點，美國在上世紀(jì)九十年代中后期非線性負載比1992年上升了4污倍。而英國從六十年代電子技術(shù)快速發(fā)展開始，若不對諧波加以有效的控制，到八十年代末，英國

6、的電力系統(tǒng)供電電壓畸變率可能高達100k。在電子領(lǐng)域飛速發(fā)展的日本也面臨著同樣的問題，就其換流裝置一種設(shè)備而言，從1990年到2000年的十年間，若不加以控制，估計產(chǎn)生的諧波量和電力系統(tǒng)容量的比例能上升2倍左右。隨著非線性負載的快速增加，諧波對電力系統(tǒng)的污染也日趨嚴(yán)重。而諧波的存在對于用電設(shè)備而言，存在著不同程度的影響和危害。例如，電機受諧波的影響，傳輸效率降低，功率損耗加大，同時還會產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲，甚至由于克服無用功而要提高功率，導(dǎo)致