使用Protel 99SE软件实现电压全周期过零检测电路的设计
1前言随着电力电子技术的飞速发展,作为电网净化器之一的静态无功补偿器(SVC)的应用在国内外已取得了长足的进步。作为静态无功发电机中央处理器的检测信号之一,准确检测交流电网电压过零点变得极为关键,因为其值的确定直接决定了计算出的电网电压的跟踪效果和频率通过系统。
补偿电流注入电网的时间直接影响用于电网补偿(即同步)的静态无功补偿器的精度和实时性能。本文充分利用了现代电子电路设计软件的便利条件,在Protel99SE的仿真分析的基础上,设计了无锁相环的交流电压过零检测电路。
不仅设计简单,而且可以获得其准确性。实验验证具有一定的实用价值。
同时,使用Protel99SE作为电路仿真手段具有一定的现实意义。 2零交叉检测电路原理,用于不带锁相环的全周期电压为了实现与电源电压的同步,除了使用锁相同步电路外,它还可以检测零交叉点和基于过零点和频率的实时电源电压频率。
跟踪输入电源电压的相位以实现同步输入。以三相交流低压电网的A相电压为例。
当电源电压由电压互感器处理时,当它经过从负到正的正零交叉点(或从正到负的负零交叉点)时,该电压将被传输到CPU。交叉检测信号,即由电压的正半周和负半周产生的2个正方波,以及在正和负零交叉点产生的2个正脉冲命令信号,提供给CPU,以进行计算:实现对电网的跟踪。
电压频率同步的目的。对于静态无功补偿器,可以发出同步补偿命令以达到补偿电网无功功率和抑制电网谐波电流的目的。
交流电压全周期过零检测电路的框图如图1所示。在检测电路中,电压运算放大器用于设计实时检测电压过零点的电路。
正方波和正脉冲信号分别在正负半周电压和正负过零点处发出,并作为电源电压同步参考信号提供给CPU,使系统真正实时跟踪电源电压频率的变化。 3主电路设计检测根据零交叉检测电路原理,无锁相环电压,使用Protel99SE电子电路设计软件,添加系统仿真库sim。
ddb,调用仿真库中的组件,包括电压运算放大器LM324,电阻器,1N4148串联二极管,电容器,AC和DC电源以及参考接地信号等组件。经过对电路运算放大器,比较器等参数的设计计算,设计出交流电压全周期过零检测电路的仿真示意图,如图2所示。
其中,Source是模拟交流电源的A相输入相电压。电源,幅度设置为3.889V,频率为50Hz,初始相位角为0。
,在RC电路处理了电源电压后,将网络标签PTA设置为参考AC正弦过零模拟电压互感器处理后的检测电压(实际设计中电压互感器的变比为80:1)。作为运算放大器LM324,直流电压VCC和VEE分别为+ 15V和-15v。
工作电压。其余的电阻和电容元件参数是图2中的标记值。
4仿真和实验结果使用Protel99SE,在``仿真''菜单下的``设置''中设置系统仿真参数:在``常规''选项中,选择``PTA'',``Pul_P'',``Pul_N'',``Squa_P''在SimViewSetup中,从选定的信号AvailableSignals中选择要观察的有效信号,Squ_N等作为活动信号,在SimViewSetup中选择要观察的信号作为要显示的模拟结果的输出波形。在“瞬变/傅里叶”选项下,选择“ Transi-entA”。
补偿电流注入电网的时间直接影响用于电网补偿(即同步)的静态无功补偿器的精度和实时性能。本文充分利用了现代电子电路设计软件的便利条件,在Protel99SE的仿真分析的基础上,设计了无锁相环的交流电压过零检测电路。
不仅设计简单,而且可以获得其准确性。实验验证具有一定的实用价值。
同时,使用Protel99SE作为电路仿真手段具有一定的现实意义。 2零交叉检测电路原理,用于不带锁相环的全周期电压为了实现与电源电压的同步,除了使用锁相同步电路外,它还可以检测零交叉点和基于过零点和频率的实时电源电压频率。
跟踪输入电源电压的相位以实现同步输入。以三相交流低压电网的A相电压为例。
当电源电压由电压互感器处理时,当它经过从负到正的正零交叉点(或从正到负的负零交叉点)时,该电压将被传输到CPU。交叉检测信号,即由电压的正半周和负半周产生的2个正方波,以及在正和负零交叉点产生的2个正脉冲命令信号,提供给CPU,以进行计算:实现对电网的跟踪。
电压频率同步的目的。对于静态无功补偿器,可以发出同步补偿命令以达到补偿电网无功功率和抑制电网谐波电流的目的。
交流电压全周期过零检测电路的框图如图1所示。在检测电路中,电压运算放大器用于设计实时检测电压过零点的电路。
正方波和正脉冲信号分别在正负半周电压和正负过零点处发出,并作为电源电压同步参考信号提供给CPU,使系统真正实时跟踪电源电压频率的变化。 3主电路设计检测根据零交叉检测电路原理,无锁相环电压,使用Protel99SE电子电路设计软件,添加系统仿真库sim。
ddb,调用仿真库中的组件,包括电压运算放大器LM324,电阻器,1N4148串联二极管,电容器,AC和DC电源以及参考接地信号等组件。经过对电路运算放大器,比较器等参数的设计计算,设计出交流电压全周期过零检测电路的仿真示意图,如图2所示。
其中,Source是模拟交流电源的A相输入相电压。电源,幅度设置为3.889V,频率为50Hz,初始相位角为0。
,在RC电路处理了电源电压后,将网络标签PTA设置为参考AC正弦过零模拟电压互感器处理后的检测电压(实际设计中电压互感器的变比为80:1)。作为运算放大器LM324,直流电压VCC和VEE分别为+ 15V和-15v。
工作电压。其余的电阻和电容元件参数是图2中的标记值。
4仿真和实验结果使用Protel99SE,在``仿真''菜单下的``设置''中设置系统仿真参数:在``常规''选项中,选择``PTA'',``Pul_P'',``Pul_N'',``Squa_P''在SimViewSetup中,从选定的信号AvailableSignals中选择要观察的有效信号,Squ_N等作为活动信号,在SimViewSetup中选择要观察的信号作为要显示的模拟结果的输出波形。在“瞬变/傅里叶”选项下,选择“ Transi-entA”。
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