交流负载快速识别电路及识别方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010046431.7 (22)申请日 2020.01.16 (71)申请人 天津捷强动力装备股份有限公司 地址 300000 天津市北辰区科技园区汾河 南道18号 (72)发明人 芮春伶王元为 (74)专利代理机构 天津展誉专利代理有限公司 12221 代理人 刘永会 (51)Int.Cl. H02P 9/10(2006.01) G01R 31/34(2006.01) (54)发明名称 交流负载快速识别电路及识别方法 (57)摘要 本发明涉及负载识别技术领域， 尤其涉及交。

2、 流负载快速识别电路， 其包括： 电源部分、 CAN通 信部分及负载识别部分， 电源模块输入端与外部 电源连接， 电源模块输出端连接滤波电容， 负载 识别部分包括单片机、 互感器信号采集模块、 电 参数测量计算与电流变化识别模块， 单片机与 CAN通信部分连接， 互感器信号采集模块采集负 载的电压、 电流信号， 并传输至电参数测量计算 与电流变化识别模块， 电参数测量计算与电流变 化识别模块对信号进行整流、 变换后， 通过单片 机将转换完成的电压、 电流、 频率参数发送到CAN 通信部分。 本发明提供的模块及方法能够快速识 别交流负载的变化， 解决了发电机发电指标差的 问题。 权利要求书1页 。

3、说明书4页 附图6页 CN 111245315 A 2020.06.05 CN 111245315 A 1.交流负载快速识别电路， 其特征在于， 包括： 电源部分、 CAN通信部分及负载识别部 分， 电源部分的DC-DC电源模块输入端与外部电源连接， 电源模块输出端连接滤波电容后提 供稳定的直流5V电源给CAN通信部分及负载识别部分， 所述负载识别部分包括单片机、 互感 器信号采集模块、 电参数测量计算与电流变化识别模块， 单片机的通信端口与CAN通信部分 连接， 互感器信号采集模块用于采集负载的电压、 电流信号， 并将负载的电压、 电流信号转 换成单片机可以接收的信号后传输至电参数测量计算与。

4、电流变化识别模块， 电参数测量计 算与电流变化识别模块对互感器信号采集模块传输过来的三相交流信号进行整流、 变换 后， 通过单片机将转换完成的电压、 电流、 频率参数发送到CAN通信部分。 2.交流负载快速识别方法， 其特征在于， 包括如下流程： 模拟量采集流程及交流负载识 别流程， 所述模拟量采集流程包括如下步骤： 设定定时器中断周期； 定时器中断周期时间到， 分别进行各路负载电压电流模拟量的数据采集； 将计算结果存入对应的内存中； 对采集的电压电流模拟量进行中值滤波； 计算电压和电流值， 将结果放入对应的内存中； 所述交流负载识别流程包括如下步骤： 每间隔一定时间计算一次采样电流变化差值：。

5、 采样电流变化差值突变电流信号采样电流-突变电流信号采样电流上次保存值 其中： 突变电流信号采样电流即模拟量采集流程中计算出的电压电流值， 突变电流信 号采样电流上次保存值即模拟量采集流程中最近一次计算出并保存在内存中的电压电流 值； 判断采样电流变化差值是否在设定范围， 如在设定范围， 则显示正常， 如果采样电 流变化差值超过设定范围， 则显示异常。 3.交流负载快速识别方法， 其特征在于， 包括如下流程： 采样电流变化差值超过设定范 围， 显示异常， 单片机通过CAN通讯部分传输给外部控制系统， 控制发电机输出调整。 4.交流负载快速识别方法， 其特征在于， 还包括频率计算流程， 所述频率。

6、计算流程包括 如下步骤： 累加器、 状态字入栈； 判断PCA是否溢出中断； 如果PCA溢出中断， 则置频率低标志； 如果PCA溢出没有中断， 判断脉冲捕捉是否中断， 如果脉冲捕捉没有中断， 则置频 率低标志， 如果脉冲捕捉中断， 进行脉冲周期保存； 置频率低标志后， 进行频率值计算； 频率值1250000/(脉冲周期/8) 频率值计算完毕后， 进行中值滤波； 将结果保存至相应的寄存器。 5.一种车载发电机， 其特征在于， 包含权利要求1所述的交流负载快速识别电路。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111245315 A 2 交流负载快速识别电路及识别方法 技术领域 0001 本发明涉及负载识。

7、别技术领域， 尤其涉及交流负载快速识别电路及识别方法。 背景技术 0002 随着野外用电需求的增加， 发电系统被广泛应用； 精密用电设备对电能质量要求 高， 所以发电机发电指标的要求越来越高。 提高发电机的发电机指标， 为保证发电效率和减 小空间的占用， 必须保证发电机转速的稳定性， 尤其是负载突变时转速的稳定性。 现有的系 统不能尽快识别负载的变化情况， 因而不能保证发电机转速的稳定性。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题是提供能够快速识别交流负载变化的交流负载快速 识别电路及切换方法。 0004 本发明是通过以下技术方案予以实现： 0005 交流负载快速识别电路， 其包括： 电源。

8、部分、 CAN通信部分及负载识别部分， 电源部 分的DC-DC电源模块输入端与外部电源连接， 电源模块输出端连接滤波电容后提供稳定的 直流5V电源给CAN通信部分及负载识别部分， 所述负载识别部分包括单片机、 互感器信号采 集模块、 电参数测量计算与电流变化识别模块， 单片机的通信端口与CAN通信部分连接， 互 感器信号采集模块用于采集负载的电压、 电流信号， 并将负载的电压、 电流信号转换成单片 机可以接收的信号后传输至电参数测量计算与电流变化识别模块， 电参数测量计算与电流 变化识别模块对互感器信号采集模块传输过来的三相交流信号进行整流、 变换后， 通过单 片机将转换完成的电压、 电流、 。

9、频率参数发送到CAN通信部分。 0006 交流负载快速识别方法， 其包括如下流程： 模拟量采集流程及交流负载识别流程， 0007 所述模拟量采集流程包括如下步骤： 0008 设定定时器中断周期； 0009 定时器中断周期时间到， 分别进行各路负载电压电流模拟量的数据采集； 0010 将计算结果存入对应的内存中； 0011 对采集的电压电流模拟量进行中值滤波； 0012 计算电压和电流值， 将结果放入对应的内存中； 0013 所述交流负载识别流程包括如下步骤： 0014 每间隔一定时间计算一次采样电流变化差值： 0015 采样电流变化差值突变电流信号采样电流-突变电流信号采样电流上次保存值 00。

10、16 其中： 突变电流信号采样电流即模拟量采集流程中计算出的电压电流值， 突变电 流信号采样电流上次保存值即模拟量采集流程中最近一次计算出并保存在内存中的电压 电流值； 0017 判断采样电流变化差值是否在设定范围， 如在设定范围， 则显示正常， 如果采 样电流变化差值超过设定范围， 则显示异常。 说明书 1/4 页 3 CN 111245315 A 3 0018 进一步， 交流负载快速识别方法， 还包括如下流程： 采样电流变化差值超过设定范 围， 显示异常， 单片机通过CAN通讯部分传输给外部控制系统， 控制发电机输出调整。 0019 进一步， 交流负载快速识别方法， 还包括频率计算流程， 。

11、所述频率计算流程包括如 下步骤： 0020 累加器、 状态字入栈； 0021 判断PCA是否溢出中断； 0022 如果PCA溢出中断， 则置频率低标志； 0023 如果PCA溢出没有中断， 判断脉冲捕捉是否中断， 如果脉冲捕捉没有中断， 则 置频率低标志， 如果脉冲捕捉中断， 进行脉冲周期保存； 0024 置频率低标志后， 进行频率值计算； 0025 频率值1250000/(脉冲周期/8) 0026 频率值计算完毕后， 进行中值滤波； 0027 将结果保存至相应的寄存器。 0028 一种车载发电机， 其设有如下交流负载快速识别电路， 包括： 电源部分、 CAN通信部 分及负载识别部分， 电源部。

12、分的DC-DC电源模块输入端与外部电源连接， 电源模块输出端连 接滤波电容后提供稳定的直流5V电源给CAN通信部分及负载识别部分， 所述负载识别部分 包括单片机、 互感器信号采集模块、 电参数测量计算与电流变化识别模块， 单片机的通信端 口与CAN通信部分连接， 互感器信号采集模块用于采集负载的电压、 电流信号， 并将负载的 电压、 电流信号转换成单片机可以接收的信号后传输至电参数测量计算与电流变化识别模 块， 电参数测量计算与电流变化识别模块对互感器信号采集模块传输过来的三相交流信号 进行整流、 变换后， 通过单片机将转换完成的电压、 电流、 频率参数发送到CAN通信部分。 0029 本发明。

13、的有益效果 0030 本发明保护的交流负载快速识别电路及切换方法， 解决了发电机发电指标差的问 题， 尤其是负载识别速度慢导致的发电指标不能得到改善的车载发电机的问题。 附图说明 0031 图1为参数测量计算与电流变化识别模块原理示意图； 0032 图2为互感器信号采集模块原理示意图； 0033 图3为电源部分原理示意图； 0034 图4为CAN通信部分原理示意图； 0035 图5为模拟量数据采集并计算流程示意图； 0036 图6为频率计算流程示意图； 0037 图7为交流负载识别流程示意图； 具体实施方式 0038 交流负载快速识别电路， 其包括： 电源部分、 CAN通信部分及负载识别部分，。

14、 电源部 分的DC-DC电源模块输入端与外部电源连接， 电源模块输出端连接滤波电容后提供稳定的 直流5V电源给CAN通信部分及负载识别部分， 所述负载识别部分包括单片机、 互感器信号采 集模块、 电参数测量计算与电流变化识别模块， 单片机的通信端口与CAN通信部分连接， 互 说明书 2/4 页 4 CN 111245315 A 4 感器信号采集模块用于采集负载的电压、 电流信号， 并将负载的电压、 电流信号转换成单片 机可以接收的信号后传输至电参数测量计算与电流变化识别模块， 电参数测量计算与电流 变化识别模块对互感器信号采集模块传输过来的三相交流信号进行整流、 变换后， 通过单 片机将转换完。

15、成的电压、 电流、 频率参数发送到CAN通信部分。 CAN通信部分采用TJA1050芯 片， CAN通信部分用于将电参数测量计算与电流变化识别模块采集并转换完成的电压、 电 流、 频率、 功率参数发送到CAN总线上。 0039 交流负载快速识别方法， 其包括如下流程： 模拟量采集流程及交流负载识别流程， 0040 所述模拟量采集流程包括如下步骤： 0041 设定定时器中断周期； 设定周期可以为1ms。 0042 定时器中断周期时间到， 分别进行各路负载电压电流模拟量的数据采集； 0043 将计算结果存入对应的内存中； 0044 对采集的电压电流模拟量进行中值滤波； 0045 计算电压和电流值，。

16、 将结果放入对应的内存中； 0046 所述交流负载识别流程包括如下步骤： 0047 每间隔一定时间计算一次采样电流变化差值： 模拟量信号采集和计算的周期 可以设置为1.6ms， 以达到更快是被负载变化的目的。 0048 采样电流变化差值突变电流信号采样电流-突变电流信号采样电流上次保存值 0049 其中： 突变电流信号采样电流即模拟量采集流程中计算出的电压电流值， 突变电 流信号采样电流上次保存值即模拟量采集流程中最近一次计算出并保存在内存中的电压 电流值； 0050 判断采样电流变化差值是否在设定范围， 如在设定范围， 则显示正常， 如果采 样电流变化差值超过设定范围， 则显示异常。 005。

17、1 进一步， 交流负载快速识别方法， 还包括如下流程： 采样电流变化差值超过设定范 围， 显示异常， 单片机通过CAN通讯部分传输给外部控制系统， 控制发电机输出调整。 0052 进一步， 交流负载快速识别方法， 还包括频率计算流程， 所述频率计算流程包括如 下步骤： 0053 累加器、 状态字入栈； 0054 判断PCA是否溢出中断； 0055 如果PCA溢出中断， 则置频率低标志； 0056 如果PCA溢出没有中断， 判断脉冲捕捉是否中断， 如果脉冲捕捉没有中断， 则 置频率低标志， 如果脉冲捕捉中断， 进行脉冲周期保存； 0057 置频率低标志后， 进行频率值计算； 0058 频率值12。

18、50000/(脉冲周期/8) 0059 频率值计算完毕后， 进行中值滤波； 0060 将结果保存至相应的寄存器。 0061 一种车载发电机， 其设有如下交流负载快速识别电路， 包括： 电源部分、 CAN通信部 分及负载识别部分， 电源部分的DC-DC电源模块输入端与外部电源连接， 电源模块输出端连 接滤波电容后提供稳定的直流5V电源给CAN通信部分及负载识别部分， 所述负载识别部分 包括单片机、 互感器信号采集模块、 电参数测量计算与电流变化识别模块， 单片机的通信端 说明书 3/4 页 5 CN 111245315 A 5 口与CAN通信部分连接， 互感器信号采集模块用于采集负载的电压、 电。

19、流信号， 并将负载的 电压、 电流信号转换成单片机可以接收的信号后传输至电参数测量计算与电流变化识别模 块， 电参数测量计算与电流变化识别模块对互感器信号采集模块传输过来的三相交流信号 进行整流、 变换后， 通过单片机将转换完成的电压、 电流、 频率参数发送到CAN通信部分。 0062 负载识别部分选用C8051F500单片机作CPU， C8051F500单片机有48个引脚， 可以配 置最多32路开关量， 和24路模拟量输入信号采集， 芯片有CAN通信模块和PCA模块。 PCA模块 可以精确采集频率信号， 电流互感器和和电压传感器择精度为0.5的高精度传感器。 电流 互感器可以选择输入信号范围。

20、： 0A50A， 输出信号为： 4mA20mA； 电压传感器选择输入信 号范围:0500V,输出信号范围4mA20mA。 0063 本申请所保护的交流负载快速识别电路及切换方法， 解决了发电机发电指标差的 问题， 尤其是负载识别速度慢导致的发电指标不能得到改善的车载发电机的问题。 同时， 选 型过程中选择高精度， 可靠性强， 抗震的电子元器件， 提高了交流负载快速识别电路的可靠 性。 0064 综上所述， 本申请所保护的交流负载快速识别电路及切换方法， 能够快速识别交 流负载的变化， 解决了发电机发电指标差的问题。 0065 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领。

21、域的技 术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修 改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 111245315 A 6 图1 说明书附图 1/6 页 7 CN 111245315 A 7 图2 图3 说明书附图 2/6 页 8 CN 111245315 A 8 图4 说明书附图 3/6 页 9 CN 111245315 A 9 图5 说明书附图 4/6 页 10 CN 111245315 A 10 图6 说明书附图 5/6 页 11 CN 111245315 A 11 图7 说明书附图 6/6 页 12 CN 111245315 A 12 。