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基于单片机的谐波检测仪的设计
资料介绍
电弧炉产生的高次谐波会产生谐波损耗，使发电、变电和用电设备效率降低。加速电力电缆绝缘老化，影响继电保护自动装置动作的准确性。对通信线路和控制信号造成电磁和射频干扰。在产生谐波的同时，电弧炉还会引起电压波动、产生负序电流、功率因数偏低等危害电网和设备的不良影响。为改善以电弧炉为负载的电网谐波问题，设计一个谐波检测仪，对产生的谐波进行分析，从而为谐波的抑制提供重要的数据。 本文首先介绍了谐波分析算法的理论依据。在广泛使用的FFT算法的基础上，阐述了加窗插值的高精度改进算法，接下来介绍了电弧炉电气仿真实验设备，对谐波检测的对象进行数据分析，为系统的设计提供参考数据。本文完成了系统硬件电路的设计和电路板的制作。硬件电路以MCS-51单片机为核心，配以适当的外围接口电路来完成各项功能。主要包括电源模块、互感器单元、信号预处理模块、A/D采样电路、数据处理电路(单片机)、外扩数据程序存储器、键盘液晶的操作显示模块以及RS232通信电路等。软件设计以快速傅立叶变换(FFT)为主要部分，并加入基本的采样和中断子程序，通过对所采集的数据来测量电参数。进行了相关软件算法的设计，完成每周期256点的离散采样，由单片机进行基2-FFT运算，运算结果可用于63次以下的谐波分析。系统程序采用模块化的设计思想，使得软件调试使用方便。在软件设计中对每个模块都完成了框图设计和相关的编码设计。
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