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专利号: 202210133858X
申请人: 浙江南德电力设备制造有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基波电压过零点自动检测方法,其特征在于步骤如下:步骤1,确定采样波形周期性函数特征;

步骤2,通过单片机对交流电压信号进行采样;

步骤3,对单片机电源基准值进行校准,消除基准偏差;

步骤4,采样至少两个周期,获得若干采样点,标记每个采样点及采样点的平面坐标;

步骤5,将两个相邻采样点平面Y坐标和单片机电源基准值进行比较判断出采样点是否是过零点,再对相邻采样点平面XY坐标进行斜率运算判断是正向过零还是反向过零,并以过零点平面X坐标和斜率K获得过零点数组Zn;以所述过零点数组Zn代表过零点的平面图形意义;

步骤6,依据采样波形的周期性函数特征对正反向电压过零点数组进行判断,排除干扰电压过零点数组;

步骤7,按采样周期顺序分别找出基波电压过零点数组或基波电压过零点处陷波过零点数组或基波电压过零点处谐波过零点数组,以第一个基波电压过零点数组或基波电压过零点处陷波过零点数组或基波电压过零点处谐波过零点数组为计算起始点,计算基波电压过零点数组或基波电压过零点处陷波过零点数组或基波电压过零点处谐波过零点数组之间的周期值,推算下一个周期的基波电压过零点数组或基波电压过零点处陷波过零点数组或基波电压过零点处谐波过零点数组;

当采样起始点从负半周向正半周采样时,若Zn电压过零点数组后x个采样点之内有大于等于2个连续电压过零点数组,且所述2个连续电压过零点数组中的K值相反,则Zn为基波电压正弦波正半周过零点处的陷波电压过零点数组;若Zn电压过零点数组后x个采样点之内没有电压过零点数组,则Zn为基波电压正弦波正半周过零点数组;若所有电压过零点数组中有一个正向电压过零点数组,此电压过零点数组的至少j个前序采样值为小于电压参考基准值,且至少j个后序采样值大于电压参考基准值,则所述正向电压过零点数组为基波电压正弦波正半周过零点处的谐波过零点数组。

2.根据权利要求1所述的基波电压过零点自动检测方法,其特征在于,步骤7.1:以第一个同向基波电压过零点数组或同向基波电压过零点处陷波过零点数组或同向基波电压过零点处谐波过零点数组为计算起始点,计算第一和第二个采样周期中两两之间同向过零点数组之间的周期值;

步骤7.2:设定允许误差,将计算得到的两个同向周期值进行比对;

步骤7.3:如果在误差范围内两个周期值相同,进入步骤7.4;如果两个周期值不同,进入步骤7.5;

步骤7.4:依此周期推算下个周期的同向基波电压过零点数组或同向基波电压过零点处陷波过零点数组或同向基波电压过零点处谐波过零点数组;

步骤7.5:采用滑差的方法,延续一个采样周期,比较第二和第三个采样周期中两两周期之间同向过零点数组之间的周期值,进入步骤7.3判断。

3.根据权利要求1所述的基波电压过零点自动检测方法,其特征在于,计算正向过零点数组和反向过零点数组的方法如下:

前序采样值Yn小于基准值,同时后序采样值Yn+1大于或等于基准值时为正向过零;

前序采样值Yn为大于基准值,同时后序采样值Yn+1小于或等于基准值为反向过零;

正反向过零点数组Zn,其包括前序采样值序号Xn,及相应过零斜率值Kn,形成数组Zn{Xn,Kn},Kn={(Yn+1)‑Yn}/{(Xn+1)‑Xn},Kn大于零为正向过零,Kn小于零为反向过零。

4.根据权利要求1或2或3所述的基波电压过零点自动检测方法,其特征在于,若采样起始点从基波电压正弦波负半周开始,Zn为电压过零点数组,采样周期内包括n个电压反向过零点数组和n+1个电压正向过零点数组,则基波电压正向过零点数组加tn等于下一个基波电压正向过零点数组,基波电压反向过零点数组加fn等于下一个基波电压正向过零点数组;

其中,tn为上一个基波正向过零点数组到下一个基波正向过零点数组的时间周期;fn为上一个基波反向过零点数组到下一个基波反向过零点数组的时间周期。

5.根据权利要求1或2或3所述的基波电压过零点自动检测方法,其特征在于,当采样起始点从正半周向负半周采样时,若Zn电压过零点数组后x个采样点之内有大于等于2个连续电压过零点数组,且K值相反,则判断Zn为基波电压负半周过零点处陷波电压过零点数组;

若Zn电压过零点数组后x个采样点之内没有2个连续电压过零点数组,则判断Zn为基波电压负半周过零点数组。

6.根据权利要求1或2或3所述的基波电压过零点自动检测方法,其特征在于,当采样起始点从负半周向正半周采样时:

若Zn电压过零点数组后在x个采样点之外有大于等于2个连续电压过零点数组,所述2个连续电压过零点数组K值相反,且所述2个连续电压过零点数组前后x个采样点值都为正值,则所述Zn为非基波电压正弦波正半周过零点处陷波过零点数组。

7.根据权利要求3所述的基波电压过零点自动检测方法,其特征在于,当采样起始点从正半周向负半周采样时:

若Zn电压过零点数组后在x个采样点之外有大于等于2个连续电压过零点数组,所述2个连续电压过零点数组K值相反,且所述2个连续电压过零点数组前后x个采样点Yn都为负值,则所述Zn为非基波电压正弦波负半周零点处陷波过零点数组。

8.根据权利要求7所述的基波电压过零点自动检测方法,其特征在于,所述j取值大于:一个周期时间除以叠加的最大谐波数除以采样周期,计算得到数值再除以2的计算所得值。

9.根据权利要求5所述的基波电压过零点自动检测方法,其特征在于,所述x取值大于:过零点陷波产生振荡波形的周期除以采样周期的计算所得值。

10.一种基波电压过零点自动检测系统,其特征在于,用于实现权利要求1至9任一所述的基波电压过零点自动检测方法;

包括采样单元,根据采样频率进行电压采样,确定采样点;

判断单元,对采样点进行判断,确定过零点数组;对过零点数组进行判断,确定正反向过零点数组;对过零点数组进行判断,确定基波电压过零点数组或基波电压过零点处陷波过零点数组或基波电压过零点处谐波过零点数组;

过零点数组存储单元,用于存储采样点数据、过零点数组数据、正反向过零点数据,以及基波电压过零点数组或基波电压过零点处陷波过零点数组或基波电压过零点处谐波过零点数组;

主控单元,控制所述采样单元,过零点数组存储单元和判断单元的运行。