多脉波整流变压器相位测量算法.pdf

《电气自动化》2013年第35卷第4期
变流技术
Converter Techniques
多脉波整流变压器相位测量算法
郑俊,赵刚
上海交通大学电气工程系,上海200240)
摘要:研究基于傅里叶变换的相位测量算法,用傅里叶积分计算测量对象波形的频率,根据实际基波频率对采样数据做整周期截断
得到分析数据,减小了非整基波周期截断及基波频率波动带来的截断误差。用 MATLAB搭建仿真平台,实现算法并评估其抑
制谐波及噪声干扰的效果。全面测试表明算法测量相位差精度高、不确定度小
关鍵词:多脉波整流变压器;相位差测量;傅里叶变换;截所误差
DOI:10.3969/j?issn,1000-3886.2013,04.016
「中图分类号]TM835.4[文献标志码]A[文章编号」1000-386(2013)04-(04-03
Phase Measurement Algorithm of Multi-phase Rectifier Transformer
ZHENG Jun. ZHAO Gang
Department of Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
Abstract: This paper explores the algorithm of phase measurement of multi-phase rectifier transformer based on Fourier transform. First, get the
signal actual frequency with continuous Fourier integral algorithm; then, make whole period truncation of sample points according to
the actual frequency. This procedure reduces the calculation error due to the non-period truncation and fundamental frequenc
fluctuations. The comprehensive tests in MATLAB have proved that this method could isolate interference signal and get the measure
result with high accuracy, low uncertainty from multi-phase signal with interference noise
Key words: multi-phase rectifier transformer; phase measurement; fourier transform; truncation error
傅里叶变换得到F1(o),F2(o),然后确定基波频率o,最后
整流设备、大功率开关电源的使用目益增长,此类设备带来算基波相角,(o),02(a),两相角相减6(an)-02(o0),得到
的大量谐波影响电网和其他设备的正常运行。采用多脉波整任意两端子相位差
流变压器是从源头上治理的方法21。只有确保多脉波整流变压
提高傅里叶变換测測量精度的方法
器出厂测试与使用中的相位差测量的精度,才能充分发挥多脉波
理论上,针对频率ω的傅里叶变换,其实就是对该频率对应
整流变压器的作用。
的正弦波分量做傅里叶变换,也是对一个周期7的波形做傅里叶
常用的过零法、波形变换法、填充计数法等相位测量方法在变换。
谐波干扰的情况下测量结果波动大、精确度低一“。本文研究基
(t)edt
(3
于傅里叶变换相位差测量算法。
1基于傅里叶变换的测量原理
其中0=2。针对频率0做博里叶变換时所取的分析数据长度
多脉波整流変压器任意端子电压是待测信号(の),将()(点数)乘以采样周期T、如果不是周期的整数倍,将出现截断
按傅里叶变换得出频谱
误差,影响相位差计算的精度
f(o)=」.u(t)edr
可以这样改进算法,在求得z()基波频率后,计算基波
求得各个频率点ω对应的幅值F()。通常情況下、要溯定待周期7。=2T,然后从采样数据巾截取整周則分析数据,再做停里
测信号基波的相位,而且基波幅值最大。所以,在|F(o)中寻
叶变换计算相角。这样可以减小截断误差,提高计算精度
找幅值最大的点,该点频率の0即为z()基波频率?。F(o)可
写成虚部、实部或幅值、相角形式
3实现与测试
F(a)=R(a)+i(a)=F(a)e
(2
用 MATLAB实现了基于傅里叶变换的高精度相位差测量计
算方法,全面测试该算法的计算精度。
其中0()=(A)基波率相角,即为(の)基波
在基波正弦波上叠加了各种高、低次诸波以及数据采集系统
相角。
噪声等,模拟实际测量中不理想的电压波形作为仿真的输入测试
多脉波整流变压器任意两端子电压波形a1(),l2(),先做波形,如图1所示。
全面测试柑位差、低频谐波、高频谐波、基波频率、采样频率、
分析数据长度、数据采集系统噪声以及算法等8个影响因素对算
收稿日期:2012-12-04
法准确度的影响。其中
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