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TMS320F28335在电网频率测量中的应用

发布时间:2017-08-02 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]

　　

　　( 其中K 为输入信号分频系数)。

　　在150 MHz 主频的DSP 中， 32 位的定时器溢出的时间接近半分钟，对电力系统基波进行上述的测量，其不会溢出。

　　3 测频在DSP 中的实现

　　3. 1 时间预定标器与误差分析

　　时间预定标器的功能框图如图3 所示。

　　

　　图3 事件预定标器功能

　　输入的被捕捉信号可以通过预定标器进行频，或者选择直通工作方式。分频系数由寄存器ECCT L1 的PRESCALE 控制，可以进行2 到62 偶数次分频。分频有利于提高测量精度，因为频率测量时计数值越高，测频的测量精度也就越高。

　　采用直通方式对50 Hz 的信号进行测频，计数值大概为3× 106 次。假设对信号进行K 次分频，则计数值将是K× 3× 106 次。定时器由于计数造成的绝对误差为：

　　

　　采用时间预定标器对信号分频可以提高测量精度，但也会降低测量的实时性。对于K 分频，则需要K 个周波才能得到频率信息，即此时得到的测量频率是K 个周波之前的频率。采用直通方式造成的绝对误差大约为310- 7 , 完全可以满足电力系统测频的要求。考虑到电力系统频率测量的实时性，本设计采样直通方式对频率进行测量。3. 2 捕捉单元的处理

　　输入信号可以由GPIO5、GPIO24、GPIO34 引出，可选择其中的一个作为输入，并对相应的寄存器GPXMU Xn 进行设置即可。对ECCT L1 进行设置：选择直通方式，不对信号进行，提高实时性; 使能CAP1 寄存器装载，使得在捕捉事件发生时装载计数器的计数值; 选择CAP1 为上升沿触发，并在装载计数器之后重置计数器。

　　对ECCT L2 进行设置：设置在捕捉事件1 发生后停止计数，等待捕捉; 选择单次操作模式。并对中断使能寄存器ECEINT 进行设置，使能捕捉事件1 作为中断源。

　　捕捉过程的流程如图4 所示。

　　

　　图4 捕捉过程流程

　　由于每次读取计数器的计数值之后都对计数器进行重置，捕捉到的计数值就是与周期对应的值。每个周期都对上电感生产厂家升沿进行捕捉并计算频率，实现了对频率的实时跟踪。

　　一体电感器此测频方法可以用于电力系统相位的测量。只需将同一相的电压、电流信号分别作为两个eCA P 的输入信号。采用上述设置方法对两个eCA P 进行设置，只将其中的一个e CA P 的装载计数器操作之后重置计数器。两个e CAP 捕捉到的计数值的差▽ N 与相位差▽成正比，即：

　　

　　实现相位差的测量。

　　4 实验室测试结果

　　在实验室条件下，用示波器和基于TMS320F28335电能质量装置对同大电流电感一含有谐波的信号进行频率测量。频率测量的对比数据如表1, 其中的f OSC 和f DSP 分别是美国泰克T ekt ronix TDS2024B 数字示波器和基于TMS320F28335 电能质量装置所测得的频率值。

　　由表1 所测的数据可知，本文提出的测量装置与T ektronix 示波器电感器原理图测频的最大绝对误差为0. 0053 Hz。频率测量结果表明此装置有很高的测频精度。

　　表1 频率测量数据对比

　　

　　5 结束语

　　本文提出了一种基于TMS320F28335 的测频方法，该方法硬件电路简单，实时性好。文章还给出将该方法用于相位测量的初步思路。将该方法应用到电能质量监测装置中，实际运行的结果表明，该方法可行。

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