[發明專利]一種軟件算法實現的三相交流電頻率采樣方法

無效

• 申請號: 201310100159.6
• 申請日: 2013-03-12
• 公開（公告）號: CN103235177A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 陸青梅;王博;王凱;王昕若
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及三相交流電頻率采樣技術領域，更具體地，涉及一種三相交流電頻率采樣方法。

背景技術

現有三相交流電頻率采樣方法通常包括：

一、軟件頻率采樣：采用傅里葉算法，通過頻譜轉換計算頻率。缺點是需要的采樣點較多，算法復雜。

二、硬件頻率采樣：采用比較器，比較信號的過零點，同時用遲滯電路濾波，通過兩次過零點的時間差來計算周期，然后計算出頻率。缺點是需要增加硬件比較器、濾波電路，硬件成本會增加，占用PCB空間，同時智能判斷效果差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種軟件算法實現的三相交流電頻率采樣的算法，通過模擬通道采樣點，軟件計算出三相交流電的頻率，具有自取樣、自適應性，通過軟件濾波，可自動辨別故障的優點。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種軟件算法實現的三相交流電頻率采樣方法，利用通道模擬量計算出采樣信號頻率，所述頻率采樣方法包括以下步驟：

步驟1，對信號的通道模擬量值采樣，每個信號周期采樣點數保證在32點以上，對采樣值進行分析獲得過零點的信號采樣值序列，所述信號采樣值序列依次為A1、A2、A3、A4，對應采樣值A1、A2、A3、A4的采樣時間為T1、T2、T3、T4；

步驟2，設定A1、A2兩采樣點近似直線，根據A1、A2兩采樣點的采樣值和采樣時間T1、T2計算第一點過零時刻；設定A3、A4兩采樣點近似直線根據A3、A4兩采樣點的采樣值和采樣時間T3、T4計算第二點過零時刻；

步驟3，根據所述第一點過零時刻和第二點過零時刻計算頻率F；

步驟4，判斷頻率F是否超出特定閾值，如是則判斷為無效計算；如果頻率F在所述特定閾值范圍內，根據頻率F所在區間確定系統額定頻率。

優選地，步驟2中所述第一點過零時刻t1的計算方法為t1＝(T2-T1)*A1/(A1+A2)，所述第二點過零時刻t2的計算方法為t2＝(T4-T3)*A3/(A3+A4)。進一步優選地，步驟3中計算信號周期T＝2*(t2-t1)，所述頻率F＝1/T。

優選地，步驟1中對信號的通道模擬量值采樣獲得的所述信號采樣值如果小于額定值的10％，則自動停止頻率計算。

優選地，步驟4中如果所述頻率F＜45Hz或者F＞65Hz則認為是無效計算。進一步優選地，如果45Hz＜F＜55Hz，則確定系統額定頻率為50Hz，如果55Hz＜F＜65Hz，則確定系統額定頻率為60Hz。

優選地，所述通道為電壓采樣通道。

可見，本發明通過模擬通道采樣并利用軟件算法實現了三相交流電的頻率計算，具有自取樣、自適應性，通過軟件濾波，消除了采樣點不合適造成的誤差，排除錯誤計算結果，可自動辨別故障，改進了三相交流電的頻率計算。

附圖說明

圖1是本發明具體實施方式的頻率采樣原理圖

具體實施方式

為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，以下結合具體實施方式并配合附圖詳予說明。

圖1是本發明具體實施方式的頻率采樣原理圖。本發明的頻率采樣方法依靠計算機軟件算法實現，包括以下步驟：

步驟1，對信號的通道模擬量值采樣，每個信號周期采樣點數保證在32點以上，對采樣值進行分析獲得過零點的信號采樣值序列，所述信號采樣值序列依次為A1、A2、A3、A4，對應采樣值A1、A2、A3、A4的采樣時間為T1、T2、T3、T4；采樣點的采樣值和采樣時間的關系可參見圖1所示。對每個信號周期采樣超過32點是為了保證采樣密度，同時由于交流電信號每周波勢必有兩次過零點，將每個采樣周期32個點的采樣數據中與所述兩次過零點有關的數據提取出來作為所述信號采樣值序列。本實施例中所述通道為電壓采樣通道。

步驟2，設定A1、A2兩采樣點近似直線，根據A1、A2兩采樣點的采樣值和采樣時間T1、T2計算第一點過零時刻t1＝(T2-T1)*A1/(A1+A2)；設定A3、A4兩采樣點近似直線，根據A3、A4兩采樣點的采樣值和采樣時間T3、T4計算第二點過零時刻t2＝(T4-T3)*A3/(A3+A4)。

步驟3，根據所述第一點過零時刻和第二點過零時刻計算信號周期T＝2*(t2-t1)，信號頻率F＝1/T。