一种船舶变频器电能质量检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种船舶变频器电能质量检测装置，包括电源处理模块、采样模块、DSP模块、ARM模块、显示模块和通讯模块，所述DSP模块分别连接采样模块、ARM模块和电源处理模块，所述ARM模块分别连接电源处理模块、显示模块和通讯模块，所述ARM模块通过所述通讯模块与上位机连接，所述采样模块包括依次连接的互感器前端电路、互感器副端1级处理电路、互感器副端2级信号处理电路和A/D转换电路，所述ARM模块包括LPC1768最小系统板、输入光耦采样电路和输出光耦隔离电路。本实用新型专利技术实现了船舶变频器电能质量从显示到分析的突破以及变频系统和检测系统一体化。

A device for detecting the power quality of a ship's inverter

The utility model discloses a ship inverter power quality detection device comprises a power supply module, sampling module, DSP module, ARM module, display module and communication module, the DSP module is respectively connected with the sampling module, ARM module and power module, the ARM module is respectively connected with a power supply module, display module and communication the module, the ARM module is connected through the communication module and the host, the sampling module includes an end connected side transformer front-end circuit, transformer 1 level processing circuit, a transformer secondary side 2 level signal processing circuit and A/D conversion circuit, the ARM module includes LPC1768 minimum system board, input optocoupler sampling circuit and output optocoupler isolation circuit. The utility model realizes the breakthroughs of the power quality from the display to the analysis, and the integration of the frequency conversion system and the detection system.

【技术实现步骤摘要】
一种船舶变频器电能质量检测装置
本技术涉及船舶电气检测
，具体涉及一种船舶变频器电能质量检测装置。
技术介绍
伴随船舶自动化水平的提高，大量的控制设备和电子设备伴随着电机被投入使用，例如，在冷却系统的自动化改善方面，使用冷却水泵电机调速来替代传统阀门的挡板调节来实现对冷却水温的控制，此外轴带发电机也得到广泛使用，它们一同致使船舶电网电能质量变差；当代船舶交流电力推进方案一般使用同步发动机的变频驱动，变频器的种类有PWM逆变器，交流-直流-交流变频器，交流-交流变频器，它们的共同点是都需要使用大功率电力电子器件如，IGBT，MOSFET，GTO等，此类非线性开关器件的使用会伴生大量的谐波；船舶大功率负载投入使用，一方面会对电网产生很强的冲击，另一方面将迫使多台发电机并联运行，其产生的瞬态电抗变化对谐波的产生有非常大的影响。所以检测船用变频器电能质量迫在眉睫。
技术实现思路
本技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本技术所要解决的技术问题是针对现有船用变频器电能质量检测以及分析的不足，提供一种船舶变频器电能质量检测装置，实现船用变频器电能质量从显示到分析的突破以及变频系统和检测系统一体化。为了实现根据本技术的这些目的和其它优点，提供了一种船舶变频器电能质量检测装置，包括：电源处理模块、采样模块、DSP模块、ARM模块、显示模块和通讯模块，所述DSP模块分别连接采样模块、ARM模块和电源处理模块，所述ARM模块分别连接电源处理模块、显示模块和通讯模块，所述ARM模块通过所述通讯模块与上位机连接，所述采样模块包括依次连接的互感器前端电路、互感器副端1级处理电路、互感器副端2级信号处理电路和A/D转换电路，所述ARM模块包括LPC1768最小系统板、输入光耦采样电路和输出光耦隔离电路。优选的，所述互感器前端电路的输入端连接电量采集信号，所述A/D转换电路的输出端连接所述DSP模块的输入端。优选的，所述DSP模块为插接式DSP28335最小系统板。优选的，所述输入光耦采样电路设置在所述LPC1768最小系统板的输入端，所述输出光耦隔离电路设置在所述LPC1768最小系统板的输出端。优选的，所述ARM模块还包括分别与所述LPC1768最小系统板连接的片外存储电路和十六进制拨码电路，所述ARM模块上的输入按钮采用插针外接PVC的形式。优选的，所述显示模块为LCD12864显示屏，并配合ARM模块中的输入按钮组成可操作显示屏。优选的，所述通讯模块由CAN接口、SPI接口和232/485接口组成，其中所述ARM模块上设置有一个所述CAN接口和一个485接口，所述DSP模块上设置有一个备用的所述CAN接口，所述ARM模块和DSP模块通过所述SPI接口交互连接。优选的，所述检测装置上设置有单键开关电路，所述电源处理模块通过所述单键开关电路连接电源。本技术至少包括以下有益效果：采用高性能数字信号处理器(DSP)和嵌入式计算机系统(ARM)双处理器架构设计船舶变频器电能质量检测装置能满足实际需求，DSP系统实现电压、电流信号等参数的实时采集处理，通过傅里叶变换和小波算法得到电能质量参数；ARM嵌入式平台运行uC/OS-II操作系统完成人机交互、数据存储、实时显示等功能；同时，本技术为仪器的可扩展性和智能化建立了良好的软硬件平台，实现了从显示到分析的突破，实现变频系统和检测系统一体化，促使我国船舶电能利用率的进一步提高，保证和促进我国现代化大容量船舶电力系统的安全高效运行。本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本技术的硬件框架结构示意图；图2为本技术的功能实现结构示意图；图3为本技术的电压采样硬件电路图；图4为本技术中输入输出口隔离处理电路图，其中，图4(a)为DSP模块前端隔离电路，图4(b)为ARM模块输出光耦隔离电路；图5为本技术中单键开关电路的电路图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。本技术提出了一种船舶变频器电能质量检测装置，如图1-2所示，本技术的硬件结构和功能结构图，具体的，本检测装置包括电源处理模块3、采样模块1、DSP模块2、ARM模块4、显示模块5和通讯模块，如图1所示，所述DSP模块2分别连接采样模块1、ARM模块4和电源处理模块3，专门负责数据运算，具体涉及多路数据采样和大量浮点数计算等；所述ARM模块4分别连接电源处理模块3、显示模块5和通讯模块，采用uC/OS-II系统，专门负责APP操作，用于接收DSP模块处理后数据，实现现场用户屏幕操作，包括报警消音等功能；所述ARM模块4通过所述通讯模块与上位机的CAN交互连接，同时实现DSP模块和ARM模块的SPI交互，DSP芯片为主ARM芯片为从。本技术实现了船舶变频器电能质量从显示到分析的突破以及变频系统和检测系统一体化。检测装置上设置有输入输出接口61-65，为检测装置提供通讯接口。电源处理模块包括交流220V转直流24V，24V转±15V，24V转模拟5V(即5VA)，24V转数字5V(即5VD)，24V转12V，+15V转REF5V基准电压，5VA转REF2.5V基准电压，5VD转3.3V_1(单独给DSP供电)，5VD转3.3V_2(单独给LPC1768供电)。其中24V转5VD用12V继电器隔离，由12V电源供电，通过开关控制两路MCU的3.3V供电，实现上电保护。此外，每一路电源都配有对应的绿色LED显示，上电后观察LED即可判断供电状况。最后交流220V转直流24V在CLC滤波前端加上熔断器，防止电路过流，保护电路。所述采样模块主要是待测交流信号经互感器再到AD芯片的处理过程，其中包括互感器前端电路、互感器副端1级处理电路、互感器副端2级信号处理电路和A/D转换电路，互感器副端1级处理电路主要作用是减小相位差和非线性度(BingZi互感器典型外围电路)互感器副端2级信号处理电路主要作用是信号放大、电平转换、提高带载、过零采样；A/D转换电路采样AD7490外围电路(包括ADuM1401隔离)。设计时考虑2级信号处理电路固定且重复，将其设计成采样小板(20mmx20mm)以插接的形式固定在主板上以节省板子空间。采样小板的输入接口为，AGND，±15VA，REF5V，INPUT(待处理信号-4V～4V)；输出接口为，OUT_AD，OUT_PHASE(其中OUT_AD为AD输入信号0.5V～4.5V，OUT_PHASE为过零采样信号)。所述互感器前端电路的输入端连接电量采集信号，所述A/D转换电路的输出端连接所述DSP模块2的输入端。具体的，电压采样硬件电路和电流采样硬件电路将变频器上的电压和电流信号传送至采样模块1中，所述ARM模块4包括LPC1768最小系统板、输入光耦采样电路和输出光耦隔离电路。所述DSP模块2为插接式DSP28335最小系统板。所述输入光耦采样电路设置在所述L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶变频器电能质量检测装置，其特征在于，包括：电源处理模块、采样模块、DSP模块、ARM模块、显示模块和通讯模块，所述DSP模块分别连接采样模块、ARM模块和电源处理模块，所述ARM模块分别连接电源处理模块、显示模块和通讯模块，所述ARM模块通过所述通讯模块与上位机连接，所述采样模块包括依次连接的互感器前端电路、互感器副端1级处理电路、互感器副端2级信号处理电路和A/D转换电路，所述ARM模块包括LPC1768最小系统板、输入光耦采样电路和输出光耦隔离电路。

【技术特征摘要】
1.一种船舶变频器电能质量检测装置，其特征在于，包括：电源处理模块、采样模块、DSP模块、ARM模块、显示模块和通讯模块，所述DSP模块分别连接采样模块、ARM模块和电源处理模块，所述ARM模块分别连接电源处理模块、显示模块和通讯模块，所述ARM模块通过所述通讯模块与上位机连接，所述采样模块包括依次连接的互感器前端电路、互感器副端1级处理电路、互感器副端2级信号处理电路和A/D转换电路，所述ARM模块包括LPC1768最小系统板、输入光耦采样电路和输出光耦隔离电路。2.根据权利要求1所述的一种船舶变频器电能质量检测装置，其特征在于，所述互感器前端电路的输入端连接电量采集信号，所述A/D转换电路的输出端连接所述DSP模块的输入端。3.根据权利要求2所述的一种船舶变频器电能质量检测装置，其特征在于，所述DSP模块为插接式DSP28335最小系统板。4.根据权利要求3所述的一种船舶变频器电能质量检测装置，其特征在于，所述输入光耦采样电路设置在所述LPC1768最小系统板的...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏海峰，王镇，江涛，李好好，
申请(专利权)人：江苏舾普泰克自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32