基于TMS320F28335的电网频率测量方法研究

TMS320F28335在电网频率测量中的应用 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。 频率是衡量电能质量的重要指标，也是判断电力系统故障的重要依据。一般情况下，电力系统的频率会随着负荷的波动而有所变化。在正常情况下电网频率变化缓慢，即使发生系统事故，在很短的时间内(如一个工频周期)电网频率的变化量也是较小的。频率测量若能不断实时地测量电网频率，所测量的频率误差可减小到很小的程度。 数字频率的测量方法主要有两种：(1)测量电压波形某一整数周波的时间，从而计算频率;(2)利用波形识别或曲线拟合技术来估算频率。后一种方法不能很好的抑制谐波分量，计算量偏大，要对每一周波都进行一次计算，将会占用过多的处理器时间，其不能兼顾计算精度与实时性。而前者的测量精度受电压过零点的影响较大。 本文提出通过过零检测电路将电网基波整型成方波，用TMS320F28335(DSP)的捕捉模块对方波上升沿进行捕捉的频率测量方法，在一定程度上抑制了电压过零点的影响，有很好的测量精度和实时性。 TMS320F28335是指令周期为6.67ns的高性能32位CPU，单精度浮点运算单元(FPU)，采用哈佛流水线结构，能够快速执行中断响应。并具有统一的内存管理模式。本文提出的测频方法主要应用TMS320F28335中的捕获单元(eCAP)和通用定时器(GPT)单元。 通用定时器是TMS320F28335常用的PIE接口，其核心是计数器，32位计数。通用定时器有多种工作模式，以满足不同的需要。每个定时器可以独立工作，也可以相互同步工作。可以对寄存器事先设置来实现相应的功能。全局通用定时器控制寄存器GPTCONA(EVA中)和GPTCONB(EVB中)规定通用定时器在不同事件中所采取的操作，并规定它们的计数方向。为了完成测频所需要的功能，需要设置GPT的计数寄存器TxCNT、定时器比较寄存器TxCMPR、定时器周期寄存器TxPR以及定时器控制寄存器TxCON(x=1,2,3,4)。 捕捉模块eCAP是一个完整的捕捉通道，能够实现多个时钟捕捉、边沿捕捉和脉冲捕捉等多种捕捉模式。eCAP模块可以与通用定时器GPT协作，以实现高精度的频率测量。 在电能质量监测装置中，频率测量是非常重要的。通过使用TMS320F28335的捕捉模块和通用定时器，可以实现高精度的频率测量。该方法可以实时地测量电网频率，并且可以抑制电压过零点的影响，提高了测量的精度和实时性。 本文的方法可以应用于电能质量监测装置中，以提高电能质量的检测和监测水平。同时，该方法也可以应用于其他需要频率测量的领域，如电力系统、自动控制系统等。