三相交流电压扫描器的设计与开发

Somnath Ganguly¹乔伊蒂·慕迪²苏曼·保罗^3.

助理教授,电气工程Bankura Unnayani工程学院。西孟加拉邦，印度
助理教授,电气工程Bankura Unnayani工程学院。西孟加拉邦，印度
印度西孟加拉邦Bankura Unnayani工程学院机械工程助理教授

摘要

在此工作中，该装置依次测量电压(相到相和相到中性点)，并以数字形式给出输出。在本工作中，采用三阶降压变压器来获取三相电路的不同负载电压，该电压通过双侧开关进入模数转换电路。双边开关通过十进制计数器操作，计数器输出依赖于不稳定的多谐振荡器。通过RC常数控制稳态多谐振荡器的输出。

关键字

模数转换器，双边开关，十进计数器，稳定多谐振荡器。

介绍

当今世界上大部分的电力都是三相的。尼古拉·特斯拉首先提出了三相电力的概念。在发电的早期，特斯拉不仅领导了国家应该用低压直流电还是高压交流电的斗争，而且他还证明了三相电力是最有效的电力生产、传输和消费方式。

在我们目前的工作中，我们考虑了电力系统在完全平衡(对称)条件下的正常和异常(短路)运行。在这种操作下，每一相的系统阻抗是相同的，整个系统的三相电压和电流是完全平衡的，即它们在每一相中具有相等的幅度，并且在时间相位上逐渐位移1200(a相超前/滞后b相1200,b相超前或滞后c相1200)。在平衡系统中，可以在单相基础上进行分析。了解一相的电压和电流就足以完全确定另外两相的电压和电流。实功率和无功功率只是对应的每相值的三倍。

当负载不平衡时，系统运行也可能变得不平衡，例如在+ 46+存在大单相负载时。不平衡条件下的分析必须在三相基础上进行。由于系统负载的不平衡，电流的值发生了变化，电压的幅值也发生了变化。在此工作中，该装置依次测量三相的差分电压(相对相或相对中性点)，并以数字形式给出输出。

建议测量方案框图

在这个电压测量方案中，七个模块代表了整个工作原理(图2)。第一个模块是±5v DC转换器单元，该转换器通过7805和7905 ic将220v AC转换为±5v DC。第二个模块代表555定时器，其中通过适当安排电容和寄存器使用稳定多谐振荡器，该定时器输出到下一个模块，即用作4017 IC的十进计数器。十进计数器的脉冲进入FET/双边开关，即4016 IC，与三相降压变压器连接。4016 IC的输出经过模数转换器，这里使用40引脚的7107 IC将模拟输出转换为数字输出。E显示由七段显示组成。所有块的每个组件的推导如下:

工作电路图

三相电压扫描器的结果与分析

当电路R相、Y相、B相的输入电压分别为232伏、234伏、236伏时，则输出电压可以分别为R相、Y相、B相234伏、236伏、236伏。在R相、Y相和B相三个阶段计算的误差百分比分别为0.02%、0.02%和0.00%。同样，当电压在R相、Y相、B相(R相236 V、Y相236 V、234 V)三相变化时，电路输出电压在R相、Y相、B相(R相239 V、Y相239 V、235 V)时变化迅速，误差百分比取R相=0.03%、Y相=0.03%、B相=0.01%。同样可以观察到，改变R相位、Y相位和B相位的输入值，输出值发生变化，误差百分比随输入值的变化而增大或减小。

三相电压扫描器输出分析

在本工作中，通过统计样本分析对输出进行分析。

在交流电压测量是为了评估交流电压的可重复性出来的一个七段显示器。该数据将计算下列电压数据的平均值和标准差。

R相位的样本均值计算为

均值的标准除法是

结论

在本工作中该装置是测量模拟三相系统的交流电压值，将其转换为数字值。在这个测量中，使用了一个模数转换器i.c 7107，该转换器有40个引脚，输出通过外部RC电路调谐或校准。ic的输入通过双边开关通过降压变压器。双边开关i.c 4016通过十进计数器i.c 4017操作，计数器输出取决于不稳定的多谐振荡器。通过RC常数控制稳态多谐振荡器的输出。

参考文献

Gulati, K.，“低功耗可重构模数转换器”，发表于:固态电路，IEEE杂志(卷:36，期:12)页(s): 1900 - 1911, 2001年。
任亚林，“一种不匹配无关的DNL管道模数转换器”，发表于:电路与系统II:模拟与数字信号处理，电子工程学报(卷46，第5期)，第517 - 526页，1999。
Tritschler, A，“基于差分环振荡器结构的90μW和1.8μV/LSB连续时间模数转换器”，发表于:电路与系统，2007。在ISCAS 2007。IEEE国际会议论文集，2007年第5期:1229 - 1232期。
Mutoh, A，“集成模数转换器(包括电压-频率转换器)对电源线路噪声的抗扰特性”，发表于:电磁兼容性，2003。EMC的03。2003 IEEE国际学术研讨会(卷:1)页(s): 497 - 500卷1。
张胜，“一种新的稳定的直接耦合多谐振荡器”，发表于:IEEE学报(卷:58，期:8)页(s): 1278 - 1279, 1970。
Stan, m.r.，“时钟周期与计数器大小无关的同步上行/下行计数器”，发表于:计算机算法，1997。程序。，13.th IEEE Symposium on, Page(s): 274 – 281,
郭高智，“基于0.18 μm CMOS技术的2.4 ghz /5 ghz低功耗脉冲吞没计数器”，发表于:电路与系统，2006。APCCAS 2006。IEEE亚太会议，第5页:214 - 217
Fouad, Laila F.，“温度对β射线露天电晕流光计数器性能特性的影响”，发表于:工业应用，IEEE Transactions (Volume:32, Issue: 2) Page(s): 221 - 226 of 1996。
古普塔，V.D.;Rao B.S s，“发射极耦合晶体管不稳定多谐振荡器的设计”，发表于:电子与无线电工程师学会印度分会论文集(卷:6，期:2)页(s): 39 - 47, 1968年。