一種軟件算法實現的三相交流電頻率采樣方法技術

本發明專利技術提供了一種通過計算機軟件算法實現三相交流電頻率采樣方法，包括：對信號的通道模擬量值采樣，獲得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；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；根據所述第一點過零時刻和第二點過零時刻計算頻率F；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。本發明專利技術具有自取樣、自適應性，通過軟件濾波，可自動辨別故障的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及三相交流電頻率采樣
，更具體地，涉及一種三相交流電頻率采樣方法。
技術介紹
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。
技術實現思路
本專利技術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，本專利技術的技術方案是:，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Α1、Α2兩采樣點近似直線，根據Α1、Α2兩采樣點的采樣值和采樣時間Tl、Τ2計算第一點過零時刻；設定A3、Α4兩采樣點近似直線根據A3、Α4兩采樣點的采樣值和采樣時間Τ3、Τ4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tl的計算方法為tl = (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-tl)，所述頻率F = 1/T。優選地，步驟I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，本專利技術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是本專利技術具體實施方式的頻率采樣原理圖具體實施例方式為詳細說明本專利技術的
技術實現思路
、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是本專利技術具體實施方式的頻率采樣原理圖。本專利技術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Al、Α2兩采樣點近似直線，根據Al、Α2兩采樣點的采樣值和采樣時間Τ1、Τ2計算第一點過零時刻tl = (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-tl)，信號頻率 F = 1/To步驟4，判斷頻率F是否超出特定閾值，即如果所述頻率F < 45Hz或者F > 65Hz，則認為是無效計算則判斷為無效計算，因為電力系統頻率偏差不會超過5Hz。如果頻率F在所述特定閾值范圍內，即如果45Hz <F < 65Hz，根據頻率F所在區間確定系統額定頻率，即如果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。步驟I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。例如:如果通道為電壓采樣通道，額定電壓為100V，如果通道電壓小于10V，則不進行頻率計算，從而防止采樣點不合適給計算帶來誤差。本專利技術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。以上所述僅為本專利技術的實施例，并非因此限制本專利技術的專利范圍，凡是利用本專利技術說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的
，均同理包括在本專利技術 的專利保護范圍內。權利要求1.，利用通道模擬量計算出采樣信號頻率，其特征在于，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Α1、Α2兩采樣點近似直線，根據Al、Α2兩采樣點的采樣值和采樣時間Tl、Τ2計算第一點過零時刻；設定Α3、Α4兩采樣點近似直線根據Α3、Α4兩采樣點的采樣值和采樣時間Τ3、Τ4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。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2中所述第一點過零時刻tl的計算方法為tl = (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)。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟3中計算信號周期T= 2*(t2-tl)，所述頻率F = 1/T。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟I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。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4中如果所述頻率F< 45Hz或者F> 65Hz則認為是無效計算。6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，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。7.根據以上權利要求中任一項所述的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
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，其特征在于，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。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陸青梅，王博，王凱，王昕若，
申請(專利權)人：中北大學，
類型：發明
國別省市：