一种与电网电压同步的三相基准正弦发生器装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种与电网电压同步的三相基准正弦发生器装置，该与电网电压同步的三相基准正弦发生器装置包括：第一电网取样模块、第一正弦波方波转换模块、锁相环、地址发生器、第一EPROM模块、第一DA转换模块、第一运放模块、第一极性控制模块、分频电路模块、第二EPROM模块、第二电网取样模块、第二正弦波方波转换模块、第二极性控制模块、第二DA转换模块、第二运放模块、反向电路模块。本实用新型采用锁相环、分频电路模块、第一DA转换模块和第二DA转换模块，实现了三相基准正弦电路与三相电网电压的同步、输出电压的THD小、幅值可调且不受电网电压波动的影响、结构简单、操作方便。
【专利说明】一种与电网电压同步的三相基准正弦发生器装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于并网发电和电网控制【技术领域】，尤其涉及一种与电网电压同步的三相基准正弦发生器装置。
【背景技术】
[0002]目前，随着全球经济和人类社会的飞速发展，人类对能源的需求量越来越高。据统计，传统的不可再生能源，如煤、石油、天然气等，照现在的开采速度，仅剩下几十年到一百多年不等的开采量，人类正面临着严重的能源危机。因此开发新能源，如太阳能、风能、潮汐能和地热能等可再生清洁能源，已受到全世界各国的广泛关注。其中，太阳能发电由于和建筑物相结合等优点，日益受到人们的重视。并网逆变器、UPS和AC/AC变换系统通常要求输出正弦电流(电压)与电网电压同步、无直流分量、总的谐波畸变度小于给定指标，如果直接用电网电压作为基准电压，则存在幅值波动、THD大等缺陷，无法满足要求。因此，与电网电压同步的三相基准正弦发生器是并网发电系统的重要研究内容。
[0003]现有三相基准正弦发生器多采用模拟电路技术产生超前移相120°和滞后移相120°的三相信号，但是模拟电路结构复杂，信号准确度、同步性效果不理想。
实用新型内容
[0004]本实用新型为解决现有的三相基准正弦发生器存在的正弦频率不稳定、同步效果不理想的问题而提供一种结构简单、安装使用方便、提高工作效率的与电网电压同步的三相基准正弦发生器装置。
[0005]本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
[0006]本实用新型实施例的与电网电压同步的三相基准正弦发生器装置，该与电网电压同步的三相基准正弦发生器装置包括:第一电网取样模块、第一正弦波方波转换模块、锁相环、地址发生器、第一 EPROM模块、第一 DA转换模块、第一运放模块、第一极性控制模块、分频电路模块、第二 EPROM模块、第二电网取样模块、第二正弦波方波转换模块、第二极性控制模块、第二 DA转换模块、第二运放模块、反向电路模块；
[0007]用于通过变压器将电网中的A相电压uA进行采样的第一电网取样模块；
[0008]用于通过变压器将电网中的B相电压uB进行采样的第二电网取样模块；
[0009]与第一电网取样模块连接，用于将采样信号转换成与UA同步的方波信号第一正弦波方波转换模块；
[0010]与第二电网取样模块连接，用于采样信号转换成与UB同步的方波信号的第二正弦波方波转换模块；
[0011]与第一正弦波方波转换模块连接，用于接收第一正弦波方波转换模块的A相电压同步的方波信号，处于锁定状态时，输出频率为A相基准方波信号的倍时钟信号的锁相环；
[0012]与锁相环连接，用于接收锁相环的时钟信号，根据时钟信号得到的地址信号，并把地址信号发送到第一 EPROM模块和第二 EPROM模块的地址发生器；[0013]与地址发生器连接，用于接收地址发生器的地址信号，用于每经过半个周期就会对地址发生器进行清零，再从零地址开始读取的第一 EPROM模块和第二 EPROM模块；
[0014]与第一 EPROM模块和第一极性控制模块连接,用于电流信号转换为与电网A相电压同步的基准正弦电压信号的第一 DA转换模块；
[0015]与第一 DA转换模块连接，用于对第一 DA转换模块转换的模拟信号进行放大的第一运放模块；
[0016]与第一正弦波方波转换模块连接，用于控制第一正弦波方波转换模块产生一串阶梯正弦波形，发送至第一 DA转换模块的第一极性控制模块；
[0017]与锁相环连接，用于接收锁相环的输出信号，进行分频后的信号再返回至锁相环作为A相基准电压方波信号比较信号的分频电路模块；
[0018]与第二正弦波方波转换模块连接，用于控制第二正弦波方波转换模块产生一串阶梯正弦波形，发送至第二 DA转换模块的第二极性控制模块；
[0019]与第二 EPROM模块和第二极性控制模块连接，用于将第二 EPROM模块和第二极性控制模块的电流信号转换为与电网B相电压同步的基准正弦电压信号的第二 DA转换模块；
[0020]与第二 DA转换模块连接，用于实现第二 DA转换模块模拟信号放大的第二运放模块；
[0021]与第一运放模块和第二运放模块连接，用于将A、B两相基准正弦电压经过反向加法得到C相基准正弦电压，得到与电网电压同步的三相基准正弦电压的反向电路模块。
[0022]本实用新型还可以采用如下技术措施:
[0023]进一步，第一 EPROM模块和第二 EPROM模块的信号值为半个周期的标准正弦值，每经过半个周期就会对地址发生器进行清零，再从零地址开始读取，寻址范围为00Η-Ε0Η。
[0024]进一步，固化有A相、B相标准正弦半周期信号的第一 EPROM模块和第二 EPROM模块。
[0025]本实用新型具有的优点和积极效果是:由于本实用新型采用锁相环、分频电路模块、第一 DA转换模块和第二 DA转换模块，实现了三相基准正弦电路与三相电网电压的同步、输出电压的THD小、幅值可调且不受电网电压波动的影响、简单实用、价格低廉，在并网逆变器，UPS和AC/AC变换中具有重要应用价值。本实用新型结构简单，操作方便，较好的解决了现有的三相基准正弦发生器存在的正弦频率不稳定、同步效果不理想的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本实用新型实施例提供的与电网电压同步的三相基准正弦发生器装置结构示意图；
[0027]图中:1、第一电网取样模块；2、第一正弦波方波转换模块；3、锁相环；4、地址发生器；5、第一 EPROM模块；6、第一 DA转换模块；7、第一运放模块；8、第一极性控制模块；9、分频电路模块；10、第二 EPROM模块；11、第二电网取样模块；12、第二正弦波方波转换模块；13、第二极性控制模块；14、第二 DA转换模块；15、第二运放模块；16、反向电路模块。
【具体实施方式】[0028]为能进一步了解本实用新型的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:本实用新型所用到的软件模块或单元都属于已知模块或单元，在购买硬件模块或单元时，已经安装有该软件模块或单元。本实用新型不存在软件或方法的创新。
[0029]请参阅图1:
[0030]如图1所示，本实用新型实施例的与电网电压同步的三相基准正弦发生器装置主要由第一电网取样模块1、第一正弦波方波转换模块2、锁相环3、地址发生器4、第一 EPROM模块5、第一 DA转换模块6、第一运放模块7、第一极性控制模块8、分频电路模块9、第二EPROM模块10、第二电网取样模块11、第二正弦波方波转换模块12、第二极性控制模块13、第二 DA转换模块14、第二运放模块15、反向电路模块16组成；
[0031]用于通过变压器将电网中的A相电压uA进行采样的第一电网取样模块I ;
[0032]用于通过变压器将电网中的B相电压uB进行采样的第二电网取样模块11 ；
[0033]与第一电网取样模块I连接，用于将采样信号转换成与UA同步的方波信号第一正弦波方波转换模块2 ；
[0034]与第二电网取样模块11连接，用于采样信号转换成与UB同步的方波信号的第二正弦波方波转换模块12 ；
[0035]与第一正弦波方波转换模块2连接，用于接收第一正弦波方波转换模块2的A相电压同步的方波信号，处于锁定状态时，输出频率为A相基准方波信号的450倍时钟信号的锁相环3 ；
[0036]与锁相环3连接，用于接收锁相环3的时钟信号，根据时钟信号得到的地址信号，并把地址信号发送到第一 EPROM模块5和第二 EPROM模块10的地址发生器4 ；
[0037]与地址发生器4连接，用于接收地址发生器4的地址信号，用于每经过半个周期就会对地址发生器4进行清零，再从零地址开始读取的第一 EPROM模块5和第二 EPROM模块10 ;第一EPROM模块5和第二EPROM模块10信号值为半个周期的标准正弦值，每经过半个周期就会对地址发生器4进行清零，再从零地址开始读取，寻址范围为00Η-Ε0Η，固化有A相、B相标准正弦半周期信号；
[0038]与第一 EPROM模块5和第一极性控制模块8连接,用于电流信号转换为与电网A相电压同步的基准正弦电压信号的第一 DA转换模块6 ；
[0039]与第一 DA转换模块6连接，用于对第一 DA转换模块6转换的模拟信号进行放大的第一运放模块7 ；
[0040]与第一正弦波方波转换模块2连接，用于控制第一正弦波方波转换模块2产生一串阶梯正弦波形，发送至第一 DA转换模块6的第一极性控制模块8 ；
[0041]与锁相环3连接，用于接收锁相环3的输出信号，进行450分频后的信号再返回至锁相环3作为A相基准电压方波信号比较信号的分频电路模块9 ；
[0042]与第二正弦波方波转换模块12连接，用于控制第二正弦波方波转换模块12产生一串阶梯正弦波形，发送至第二 DA转换模块14的第二极性控制模块13 ；
[0043]与第二 EPROM模块10和第二极性控制模块13连接，用于将第二 EPROM模块10和第二极性控制模块13的电流信号转换为与电网B相电压同步的基准正弦电压信号的第二DA转换模块14 ；
[0044]与第二 DA转换模块14连接，用于实现第二 DA转换模块14模拟信号放大的第二运放模块15 ；
[0045]与第一运放模块7和第二运放模块15连接，用于将A、B两相基准正弦电压经过反向加法得到C相基准正弦电压，得到与电网电压同步的三相基准正弦电压的反向电路模块
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[0046]本实用新型的工作原理:电网取样模块与正弦波方波转换模块连接，通过两个变压器分别将电网中的A相、B相电压uA、uB进行采样，然后通过正弦波方波转换模块将采样信号转换成与uA、uB同步的方波信号。
[0047]正弦波方波转换模块后与锁相环连接，将与A相电压同步的方波信号输入到锁相环，锁相环输出信号至与其连接的分频电路模块，分频电路模块进行450分频后的信号再返回至锁相环作为A相基准电压方波信号的比较信号。当锁相环处于锁定状态时，锁相环输出频率为A相基准方波信号的450倍时钟信号。
[0048]产生的时钟信号送入与锁相环连接的地址发生器，地址发生器根据时钟信号得到的地址信号，并把地址信号发送至与地址发生器5连接的第一 EPROM模块作为读取信号，固化在第一 EPROM模块和第二 EPROM模块中的信号值为半个周期的标准正弦值，每经过半个周期就会对地址发生器进行清零，再从零地址开始读取，寻址范围为00Η-Ε0Η。
[0049]得到的地址信号输送到两个分别事先固化有A相、B相标准正弦半周期信号的第一 EPROM模块和第二 EPROM模块上。顺序读取存入第一 EPROM模块和第二 EPROM模块中的数据表，将代表正弦波幅值的8位二进制数送到与第一 EPROM模块和第二 EPROM模块连接的第一 DA转换模块和第二 DA转换模块中进行数字-模拟转换，在连接的第一极性控制模块和第二极性控制模块的控制下，周而复始产生一串阶梯正弦波形并将转换结果送至后的第一运算放大模块和第二运放模块。
[0050]由于第一 DA转换模块和第二 DA转换模块为电流型器件因此必须与第一运算放大模块和第二运放模块连接，将电流信号转换为所需的与电网A相、B相电压同步的基准正弦电压信号。第一运算放大模块和第二运放模块与反向电路模块连接，因为三相对称电压满足UA+UB+UC=0，所以将A、B两相基准正弦电压经过反向电路模块就能得到C相基准正弦电压，从而得到与电网电压同步的三相基准正弦电压。
[0051]本实用新型的结构简单，操作方便，实现了与电网电压同步的三相基准正弦电压。
[0052]以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种与电网电压同步的三相基准正弦发生器装置，其特征在于，该与电网电压同步的三相基准正弦发生器装置包括:第一电网取样模块、第一正弦波方波转换模块、锁相环、地址发生器、第一 EPROM模块、第一 DA转换模块、第一运放模块、第一极性控制模块、分频电路模块、第二 EPROM模块、第二电网取样模块、第二正弦波方波转换模块、第二极性控制模块、第二 DA转换模块、第二运放模块、反向电路模块； 用于通过变压器将电网中的A相电压uA进行采样的第一电网取样模块； 用于通过变压器将电网中的B相电压uB进行采样的第二电网取样模块； 与第一电网取样模块连接，用于将采样信号转换成与uA同步的方波信号第一正弦波方波转换模块； 与第二电网取样模块连接，用于采样信号转换成与uB同步的方波信号的第二正弦波方波转换模块； 与第一正弦波方波转换模块连接，用于接收第一正弦波方波转换模块的A相电压同步的方波信号，处于锁定状态时，输出频率为A相基准方波信号的倍时钟信号的锁相环；与锁相环连接，用于接收锁相环的时钟信号，根据时钟信号得到的地址信号，并把地址信号发送到第一 EPROM模块和第二 EPROM模块的地址发生器； 与地址发生器连接，用于接收地址发生器的地址信号，用于每经过半个周期就会对地址发生器进行清零，再从零地址开始读取的第一 EPROM模块和第二 EPROM模块； 与第一 EPROM模块和第一极性控制模块连接,用于电流信号转换为与电网A相电压同步的基准正弦电压信号的第一 DA转换模块； 与第一 DA转换模块连接，用于对第一 DA转换模块转换的模拟信号进行放大的第一运放模块； 与第一正弦波方波转换模块连接，用于控制第一正弦波方波转换模块产生一串阶梯正弦波形，发送至第一 DA转换模块的第一极性控制模块； 与锁相环连接，用于接收锁相环的输出信号，进行分频后的信号再返回至锁相环作为A相基准电压方波信号比较信号的分频电路模块； 与第二正弦波方波转换模块连接，用于控制第二正弦波方波转换模块产生一串阶梯正弦波形，发送至第二 DA转换模块的第二极性控制模块； 与第二 EPROM模块和第二极性控制模块连接，用于将第二 EPROM模块和第二极性控制模块的电流信号转换为与电网B相电压同步的基准正弦电压信号的第二 DA转换模块；与第二 DA转换模块连接，用于实现第二 DA转换模块模拟信号放大的第二运放模块；与第一运放模块和第二运放模块连接，用于将A、B两相基准正弦电压经过反向加法得到C相基准正弦电压，得到与电网电压同步的三相基准正弦电压的反向电路模块。
2.如权利要求1所述的与电网电压同步的三相基准正弦发生器装置，其特征在于，第一 EPROM模块和第二 EPROM模块的信号值为半个周期的标准正弦值，每经过半个周期就会对地址发生器进行清零，再从零地址开始读取，寻址范围为00Η-Ε0Η。
3.如权利要求1所述的与电网电压同步的三相基准正弦发生器装置，其特征在于，固化有A相、B相标准正弦半周期信号的第一 EPROM模块和第二 EPROM模块。
【文档编号】H03B28/00GK203643488SQ201320855144
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】刘玉福 申请人:红河学院