基于71M6534H的新型多功能电能表的设计与实现

系统级计量芯片(SoC)的走向实用为多功能电能表的设计提供了提高精度、增强功能、降低成本的空间.本文提出了一种基于71M6534H计量芯片的新型多功能电能表的设计方法,通过说明71M6534H芯片的工作原理,简化了多功能电能表的电路设计,并给出了该多功能电能表的实际电路结构.该新型多功能电能表已进行了样表研制,测试结果表明该设计提高了计量精度、简化了电路结构、提高了电路稳定性,并可以缩短开发周期,降低企业成本.     

基于多CPU与相位差校正的高精度谐波功率测量

快速傅里叶变换（FFT）应用于谐波分析与测量时容易因频谱泄漏影响测量准确度。研究Rife-Vincent窗的旁瓣特性,提出了一种基于Rife-Vincent窗频谱相位差校正的谐波分析与谐波功率测量方法。在此基础上设计了一种新型三相谐波电能表,给出了基于TDK6513H+ADSP-BF533+M30624FGPFP的多CPU电力谐波精确测量解决方案。实验结果表明,应用所提出的谐波分析算法时,仪器的性能优于GB/T 17833—1999及GB/T 14549—1993的要求,基波有功功率测量误差小于0.2%,谐波电压测量相对误差小于1%,谐波电流测量相对误差小于3%,谐波相位测量误差绝对值小于2°,适合于高精度谐波功率测量。     

温度补偿系统使测量仪器更精确

本文从物理学原理的角度分析了测量仪器、及其夹具和工件等普遍存在温度漂移的客观原因,阐述了由温度漂移引起精密测量仪器导致不精确测量数据所造成的后果。介绍了一种低成本的,基于微处理器的装有多个温度传感器的控制器所组成的温度补偿系统,如何有效地解决了温度漂移的补偿问题。     

考虑费控电能表信息安全交互的IPTP时钟同步技术

随着分时电价在电力市场环境下应用日趋广泛,供用双方对电能表内置时钟的准确性有了更高要求。针对当前广泛使用的费控电能表时钟不一致问题,本文提出了一种考虑费控电能表信息安全交互模式的IPTP(improved PTP, IPTP)时钟同步机制。首先,通过分析费控电能表时钟不一致的原因,给出计量自动化系统“主站-计量终端-电能表”及“主站-电能表”两种时间同步方案;然后,考虑费控电能表信息安全交互模式,提出两种费控电能表IPTP时钟同步机制;最后,利用两种IPTP时钟同步机制分析费控时钟调整效果,并与传统对时模式相比。工程试验结果表明两种方法具备较好的互补特性,结合使用能较好地实现费控电能表的时钟同步,而且对时效率和准确率高,具有广阔的应用前景。     

运行智能电能表时钟电池欠压状态数据获取方法

智能电能表时钟电池是维持电能表断电后时钟正常运行的重要元器件,时钟电池欠压可能导致电能表断电后时钟超差,引起电能表分时计费功能及数据冻结功能异常。为分析大范围内运行智能电能表时钟电池欠压情况、支撑电能表质量监督管理,通过提出一种基于用电信息采集系统数据采集功能的电能表时钟电池欠压状态数据获取方法,并应用该方法,对在运智能电能表时钟电池欠压情况进行采集、分析,验证该方法的可行性和正确性。     

压阻式压力传感器温度补偿技术的研究及应用

压阻式压力传感器易受温度影响产生零点漂移和灵敏度漂移,为了降低环境温度对传感器输出的影响,首先分析了传感器产生温度漂移误差的原因,针对传感器存在的温度漂移误差和输出信号的非线性介绍了一种硬件温度补偿方法和基于MAX1452的软件温度补偿方法,着重阐述了MAX1452的补偿原理以及对传感器的补偿过程.最后通过温度试验和温度循环试验比较分析了以上两种温度补偿方法,试验结果表明软件补偿方法具有更加优良的补偿效果,在-40～60℃温度范围内的精度小于0.5％.     

基于71M6515H和双CPU的智能动态分相无功补偿控制器

为了改善电能质量,设计了一种基于71M6515H和双CPU的智能动态分相无功补偿控制器,利用71M6515H解决了系统测量精度问题,DSP完成谐波的计算和电容的投切,单片机完成键盘显示和通讯。文章详细阐述了控制器的硬件结构、控制策略和软件设计。控制器具有谐波分析功能,避免了谐波含量较高时投切电容器时出现烧坏电容器的现象,采用分相补偿技术,保证在三相负载不平衡的情况下使线路的三相无功平衡。通过样机运行表明,控制器具有测量参数精度高、系统配置灵活、稳定性好的特点,满足了用户的需要。     

基于71M6515H和双CPU的智能动态分相无功补偿控制器

为了改善电能质量,设计了一种基于71M6515H和双CPU的智能动态分相无功补偿控制器,利用71M6515H解决了系统测量精度问题,DSP完成谐波的计算和电容的投切,单片机完成键盘显示和通讯.文章详细阐述了控制器的硬件结构、控制策略和软件设计.控制器具有谐波分析功能,避免了谐波含量较高时投切电容器时出现烧坏电容器的现象,采用分相补偿技术,保证在三相负载不平衡的情况下使线路的三相无功平衡.通过样机运行表明,控制器具有测量参数精度高、系统配置灵活、稳定性好的特点,满足了用户的需要.     

微波测距仪计数频率漂移控制方法

从微波测距仪相位法测距和自动数字测相原理出发,分析了微波测距仪计数频率漂移对测距精度的影响,得出了计数时钟的频率出现漂移时,对微波测距仪的测距精度将造成较大的影响,形成了计数时钟频率漂移误差。针对这种误差设计了一种基于单片机的频率校准电路,通过反馈原理提高了晶体振荡器输出频率稳定性,稳定了计数时钟频率,达到减小计数时钟频率漂移误差的目的。实测数据表明：控制电路有效控制了频率漂移,提高了微波测距仪的测距精度。     

基于滑模控制的 IEEE1588 时钟同步算法研究

针对IEEE1588时钟同步过程中存在时钟频率漂移问题,提出了一种基于滑模控制的新型时钟同步算法。首先根据主从时钟偏差与漂移的递推关系,建立系统状态空间模型;然后运用滑模控制缩小时钟偏差与时钟漂移;最后结合滑动平均滤波对实验过程中的频率抖动和随机误差进行优化。结果表明,基于滑模控制的时钟同步算法可有效抑制时钟漂移引起的时钟偏差线性增长,将时钟偏差控制在1μs以下,从而实现亚微秒级网络对时。相比传统IEEE1588协议同步方法,所提方法提供了更高的同步精度。     

数字式多功能网络电力仪表的设计与开发

介绍了以71M6513单片机为基础的数字式多功能网络电力仪表,分析了系统的功能特点,给出了各个功能模块的硬件电路和软件模块的设计流程。该电路的设计方案相比于其它设计方法,具有精度高、成本低、功能全、稳定性好等优点,有相当的推广意义。     

基于71M6513数字三相多功能表的设计

介绍了TERIDIAN三相多功能电能计量芯片71M6513的基本功能和特点,在此基础上,设计计量精度高、工作稳定、成本相对较低的数字多功能表,实现对电能的计量(三相电流、电压,有功、无功功率)、电能脉冲的输出等功能,用于电力系统、工矿企业、公用设施、智能大厦的电力监控。     

基于PLC CANopen总线的变频器通讯

本文讨论CANopen总线的原理,并在结合施耐德M340系列PLC基础上采用CANopen总线对施奈德ATV71变频器的实时控制,给出了该控制系统的详细硬件配置,软件程序,提供了基于CANopen总线的拉制方案,实际结果表明控制系统运行稳定,效果良好。     

基于71M6521的数字单相多功能电能表的设计

介绍了单相多功能电能计量芯片71M6521的基本功能和特点.在此基础上,设计了计最精度高、工作稳定、成本相对较低的数字单相多功能电能表,以实现对三相电流、电压,有功、无功功率,电能脉冲的输出等的计量.该数字单相多功能表可用于电力系统、工矿企业、智能大厦的电力临控.     

电能表射频电磁场辐射抗扰度试验技术研究

为解决电能表射频辐射抗扰度试验难以通过的问题,在对一款基于71M6512芯片的单相电子式电能表进行试验,诊断分析并整改成功的基础上,总结提出一些针对性的解决方案,该方案要求在PCB板设计初期,要结合使用芯片的情况注意对芯片辅助电路、开关电源及时钟晶振电路等进行优化设计,对于拓展电能表企业生产和设计思路,提高电能表产品质量,增强电能表运行的可靠性,具有重要的现实意义。     

Using CAD tools for shortening the design cycle of high-performance sigma–delta modulators: A 16·4 bit, 9·6 kHz, 1·71 mW ΣΔM in CMOS 0·7 μm technology

This paper uses a CAD methodology proposed by the authors to design a low-power second-order ΣΔM. This modulator has been fabricated in a 0·7 μm CMOS technology to be used as the front-end of an energy-metering mixed-signal ASIC and features 16·4 bit at a digital output rate of 9·6 kHz with a power consumption of 1·71 mW. It yields a value of the power(W)/(2^{Resolution(bit)}×output rate (Hz)) figure which is the smallest reported to now, thus demonstrating the possibility to design high-performance embeddable ΣΔMs using CAD methodologies. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

碳纤维复合芯导线与钢芯铝绞线的起晕特性对比试验

为研究碳纤维复合芯导线（ACCC）的起晕特性,基于小电晕笼电晕测量系统进行了ACCC-600/71单根导线和LGJ-630/45钢芯铝绞线单根导线起始电晕特性的对比试验。试验结果表明：在干净及人工涂污下,ACCC-600/71导线的起晕电压均要高出LGJ-630/45导线起晕电压,说明ACCC-600/71导线确实能够降低线路损耗,在节能、环保方面具有良好运行性能;表面污秽会降低导线表面粗糙度系数,从而大幅度降低起晕电压,且污秽物颗粒度越大影响程度越高。     

Die zweidimensionale Stromverdrängung in einer wechselstromdurchflossenen,trapezförmigen Nut

Übersicht Es wird in dieser Arbeit die Stromverteilung in einem hinreichend langen, metallischen Stab von trapezförmigem Querschnitt berechnet, der von einem Wechselstrom durchflossen wird und bis auf einen schmalen, von einem magnetischen Wechselfeld erfüllten Luftschlitz von allen Seiten ohne merklichen Luftzwischenraum und isoliert in eine unendlich permeable, metallische Hülle eingebettet liegt. Der Umriß des Leiters mit dem trapezförmigen Querschnitt besteht aus zwei gegenüberliegenden, gleich langen, auseinander-strebenden Geradenstücken, deren Endpunkt oben und unten durch konzentrische Kreisbogen verbunden sind. Die maßgebende partielle Differentialgleichung für die FeldkomponenteE _z (, ) in Richtungz der Längsstreckung eines solchen Nutenleiters entspricht dann der ebenen Wellengleichugn in Zylinderkoordinaten.Nicht streng erfaßbar ist bei Anwendung dieser Methode geradeso wie in den beiden anderen bereits durchgerechneten Fällen, wo es sich um einen rechteckigen oder kreisförmigen Nutenquerschnitt handelt, der Einfluß der Öffnungsweite des Nutenschlitzes in der Oberfläche des Nutenleiters. Ist er hinreichend schmal, so kann die Verteilung der maßgebenden magnetischen Feldkomponente als gleichmäßig angesehen werden. Bei genaueren Rechnungen müßte man über die Fourierkomponenten des Feldes der magnetischen Induktion im Nutenschlitz Bescheid wissen. Diese Annahme wird in der Arbeit gemacht.

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Summary In this paper is reported on the distribution of an alternating current over the trapezoid crosssection of a metallic and sufficiently long conductor, who ist embedded in an infinitely permeable envelop up to a narrow air slit containing an alternating magnetic field, the feeler of the airgapfield between stator and rotor. The contour of the conductor with the trapezoid cross-section is composed here of two equally long opposite but divergent straight lines. The endpoints of which on the two ends are connected by two concentric circular arcs. The decisive partial differential equation for the field componentE _z (, ) in the direction of the conductor corresponds to the two dimensional wave equation in cylinder coordinates.As in the two other cases which are already counted over conformal with this method, namely in the cases of the rectangular and circular cross-section, the influence of the width of the slit is not exactly to realise. In cases which call for more excit calculations, it would be necessary to have knowledge of the Fourier-components of the magnetic induction in the slits of the grooves.

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Übersicht der Abkürzungen und der mathematischen Zeichen E die elektrische Feldstärke in V/m als Betrag des Vektors , - H die magnetische Feldstärke in A/m als Betrag des Vektors , - B die magnetische Induktion oder die Flußdichte in Vs/m² als Betrag von , - ₀ die magnetische Feldkonstante von der Größe 4·10^–9 H/m, die elektrische Leitfähigkeit des Nutenleiters in S/m - =2f die Kreisfrequenz in 1/s - d=(2/₀)^1/2 das Eindringmaß in m - die imaginäre Einheit - eine besondere komplexe Konstante mit der Dimension 1/m - 2 die totale Winkelbreite des keilförmigen Nutenleiters - , ,z die drei Zylinderkoordinaten mit [, ,z] in m - _i , _a die Radien der oberen und unteren Begrenzungskreisbögen des Nutenquerschnitts von Bild 1 in m - 2 der doppelte öffnungswinkel zwischen den Zahnflanken - I (h )K _r (h ) die beiden modifizierten Zylinderfunktionen mit dem Parameter - die beiden, in ihren Richtungen von abhängenden Einheitsvektoren im Zylinderkoordinatensystem - der dritte, stets parallel zurz-Achse gerichtete Einheitsvektor - D _n die Koeffizienten in der maßgebenden Fourier-Entwicklung vonB (, ) in Gl. 2(9) mit der Dimension Vs/m (n=0, 1, 2 ...), - e ^jt das Gesetz der zeitlichen Strom- und Feldänderungen Mit 4 Textabbildungen