基于DSP變壓器直流電阻的“消磁動態(tài)”方法測試

造成加電后感性繞組存在過渡過程的原因是磁通不能突變。當(dāng)由一穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換到別一穩(wěn)態(tài)時就需要過渡時間。如果略去剩磁，則測量變壓器直流電阻時，其起始狀態(tài)磁通為零。如果我們設(shè)法在整個測量過程中保持這種零狀態(tài)，那就從根本上消除了過渡過程，達(dá)到快速測量的目的。測量高(中)壓線圈的直流電阻的同時，在中(低)壓線圈中加反向電流，目的是抵消電流磁場。也就是說，當(dāng)測量高壓側(cè)直流電阻時，除在高壓待測相線圈中加電流外，還應(yīng)在相應(yīng)的中壓側(cè)線圈中加一反向電流，使此電流產(chǎn)生之磁勢與高壓側(cè)產(chǎn)生之磁勢大小相等方向相反，如能同時加入則性能達(dá)到相互抵消。即，保證在整個測量過程中保持“零磁通”狀態(tài)。其簡圖如圖2(略去低壓繞組)所示。

設(shè)高壓側(cè)有N1匝，中壓側(cè)有N2匝，則高壓側(cè)磁勢為N1i1，中壓側(cè)為N2i2，如N1i1+N2i2=0，則i2=-N1·i1/N2，因N1/N2=u1/u2，故，由銘牌上給定的某一分頭電壓比，即可求出匝數(shù)比。

當(dāng)測量低壓側(cè)繞組時，其簡化電路如圖3所示。由圖可知，中低壓匝數(shù)比為中壓線電壓和低壓線電壓之比，如設(shè)中壓線電壓為u2，低壓為u3，則N2/N3=(u2//u3。又因低壓繞組系bc相串接后與a相并接。故，總注入電流應(yīng)為a相電流的1.5倍，即：

滿足(8)式關(guān)系即可使中低壓磁勢相互抵消。通過DSP控制恒流源輸出消磁電流的大小，完成測試。

2.2動態(tài)測試法基本思路

僅靠“靜態(tài)”的方法并不能很好地解決測量的準(zhǔn)確性與快速性這個矛盾。為此，本文提出了在“靜態(tài)”測量的思路基礎(chǔ)之上的“動態(tài)”測試法。其原理示意圖見圖4，圖中，UN是串入繞組中的高精密標(biāo)準(zhǔn)電阻RN上端電壓，E為被測繞組端電壓。

由式(1)可知，在消磁過程中，能測出t1、t2兩個不同時刻的UN及E值，將它們代入式(1)中可得：

從理論上講，Δt取值越小，利用(9)、(10)式解出的直阻值RX越準(zhǔn)確，那么保證測量的準(zhǔn)確性是不成問題的，但事實(shí)并非如此。當(dāng)Δt小到一定程度后，算出的RX值的誤差將隨著Δt減小而增大。這是因?yàn)橛?jì)算機(jī)運(yùn)算中的字長及模擬信號A/D轉(zhuǎn)換時的量化誤差和線圈的自然時間常數(shù)等因素都對直阻RX的計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生影響。動態(tài)測試法必須經(jīng)過認(rèn)真研究及大量仿真試驗(yàn)，方可得出最優(yōu)測量方案。但在測量過程中通以消磁電流后，電流的變化相對比較穩(wěn)定一些(即Δi較小)，采樣點(diǎn)數(shù)就可以取得少一些，因此，Δt取值就可以相對偏大一些，減輕了微處理器的計(jì)算負(fù)擔(dān)。本測試儀根據(jù)下式確定采樣點(diǎn)數(shù)：

式(11)中，Δi和δ事先由計(jì)算機(jī)設(shè)定。在Δt(事先由計(jì)算機(jī)設(shè)定)時間間隔內(nèi)連續(xù)采樣電壓，并進(jìn)行判斷，一旦滿足要求就不需采樣電壓，而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成顯示和PC通訊等功能。3 測試系統(tǒng)介紹

整個測試系統(tǒng)以TMS320F240為控制中心，系統(tǒng)框圖如圖5所示。TMS320F240(16位定點(diǎn)處理器)，將高性能DSP內(nèi)核和豐富的微控制器外設(shè)功能集于單片之中，從而成為傳統(tǒng)的多微處理器單元(MCU)和昂貴的多片設(shè)計(jì)的理想替代品〔5〕。F240具有16路10bit A/D輸入接口，由于它優(yōu)良的性能使得依靠單一的芯片基本上可以完成系