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专利名称：一种电网频率的检测方法
技术领域：
本发明涉及电エ技术领域，具体是指ー种电网电压工作频率的检测方法。
背景技术：
在电カ系统中，电网频率是电能质量三大指标之一，电网的频率反应了发电有功功率和负荷之间的平衡关系，是电カ系统运行的重要控制參数，频率的波动会造成发电设备的水轮机导叶破坏，调速器使用寿命下降等后果。对于用户而言，尽管许多用户设备能在较宽的频率范围内正常工作，但随着科学技术的发展，ー些新的电子设备及精密加工设备对电网提出了更高的要求，频率的波动，会使用户产品质量下降或设备损坏。因此，电网频率是电机等电气设备运行的主要监视參数。 传统的数字化电源,例如UPS(Uninterruptible Power Supply,不间断电カ供给)电源、EPS (Emergency Power Supply，紧急电力供给)电源、逆变器等等，其市电频率检测方法大多是把市电正弦波经过降压处理后产生ー串与市电频率对应的方波信号，方波信号输入到微控制器的外部中断输入口或者输入捕获ロ，由微控制器软件的中断程序来检测出频率信号是否在正常范围之内。微控制器通常都由上升沿中断或者下降沿中断来捕获方波信号对应的定时器时间值，用两次上升沿中断(或者下降沿中断)捕获得到定时器时间差值来计算出市电正弦波对应频率信号的周期值T，最后通过周期值的倒数1/T来求得市电正弦波的频率值，正常市电频率的范围是在45HZ至65HZ之间。通过上面分析可知，当输入的市电是比较标准的正弦波时检测到的市电频率和周期值是比较准确的；但是当输入的电源电压稳定精度差或者是由柴油发电机发电时就会在正弦波信号过零点左右产生很多的毛刺，这样微控制器输入的方波信号在过零点左右产生杂讯方波信号，导致用传统方法检测出的正弦波频率和周期信号不正常，漂动很大，不能有效检测出其频率。因此如果我们用传统的方法检测的频率就会在输入电网市电电压稳定精度差的情况下(特别是在电网很差的国家和地区，常用柴油发电机发电)导致机器不能正常工作，一直工作在非市电供电的模式，对机器性能和寿命较大影响。

发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供ー种电网频率的检测方法，以满足既能检测标准的正弦波输入电网频率，也能有效检测电压稳定精度差的电网频率。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的ー种电网频率的检测方法，包括以下步骤I)将测试电源接入检测电路，测试电源经过检测电路降压处理后产生ー串与测试电源电网频率对应的方波信号；2)微控制器获取方波信号从上升沿中断至第一次下降沿中断之间的时间差值Δ ti ；3)根据Λ、是否小于200HZ频率对应的正弦波半周期时间值Ttl判断是否存储所述时间差值At1 若At1大于或等于T。，则存储At1 ;若At1小于Ttl，则暂时不存储At1，微控制器重新获取从步骤2)所述上升沿中断至自然数递增次下降沿中断之间的时间差值At1，直至At1大于Ttl，停止递增，保存At1值；4)微控制器获取方波信号从步骤2)所述第一次下降沿中断至下一次上升沿中断之间的时间差值At2;5)根据Λ t2是否小于200HZ频率对应的正弦波半周期时间值Ttl判断是否存储所 述时间差值At2 若Λ t2大于或等于T0,则存储Δ t2 ；若At2小于Ttl，则暂时不存储At2，微控制器重新获取从步骤2)所述第一次下降沿中断至自然数递增次上升沿中断之间的时间差值At2，直至At2大于Ttl，停止递增，保存At2 值；6)根据Λ tl、Λ t2值计算周期实际时间值T，井根据计算的周期实际时间值T计算出电网频率f。具体的，所述微控制器设有上升沿中断和下降沿中断的外部中断ロ或输入捕获ロ，微控制器的外部中断ロ或者输入捕获ロ与检测电路市电频率方波输出ロ连接。具体的，所述微控制器设有用于方波的上升沿和下降沿均产生中断的中断软件。具体的，所述微控制器还设置有用于计算中断之间时间的定时器。具体的，所述微控制器获取方波信号从上升沿中断至第一次下降沿中断之间的时间差值At1的具体步骤为在微控制器开机时中断软件设置上升沿中断来触发软件中断；方波信号第一次进入上升沿中断，中断程序设置下一次中断为信号下降沿中断并且设置定时器从零开始计时，保存此时定时器值为b ；方波信号进入下降沿中断，此时定时器值为、，计算这一次中断定时器tn值和所述第一次上升沿中断保存定时器b值的时间差值Λ具体的，所述根据Atl、At2值计算周期实际时间值T，井根据计算的周期实际时间值T计算出电网频率f的具体步骤为通过公式 =Δ h+Δ t2得出整个周期的时间值t ；根据整个周期的时间值t乘于定时器单位时间值来计算出正弦波周期实际时间值T，再由电网频率f=l/T计算出f·。具体的，所述定时器単位时间值为定时器工作频率的倒数。本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果本发明方法满足既能检测标准的正弦波输入电网频率，也能检测电压稳定精度差的电网频率，尤其是柴油发电机产生的带有毛刺的波形信号等都能较好的检测出其频率和周期。能够使UPS电源、EPS电源、逆变器等依赖于市电工作的机器能够在不稳定的电网下正常工作。


图I为本发明检测方法流程示意图。图2是本发明测试电源接入的检测电路的电路图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图对本发明作进ー步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例I如图2所示，测试电源的L线、N线接入检测电路，通过微控制器的外部中断ロ或者输入捕获ロ连接到检测电路MCU频率检测输入口上。
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如图I所示，ー种电网频率检测方法，其特征在于，包括以下步骤I)在微控制器开机时设置上升沿中断来触发微控制器软件中断；2)方波信号第一次进入上升沿中断，在微控制器中断软件里设置下一次中断为信号下降沿中断并且设置定时器从零开始计时，保存定时器值为b ；3)方波信号进入下降沿中断，此时定时器值为、，计算这一次中断定时器值tn和上一次上升沿中断保存定时器b值的时间差值Λ t1=tn-t0,并且判断该时间差值是否小于200HZ频率对应的正弦波半周期时间值Ttl 本实施列中，时间差值At1大于Ttl，软件保存这次检测到时间差值At1及定时器tn值，且设置下一次中断为信号上升沿中断；4)方波信号再次进入上升沿中断，此时定时器值为tn+1，计算这一次中断定时器tn+1值和上一次下降沿中断保存定时器tn值的时间差值Λ t2=tn+1_tn，并且判断时间差值Δ t2是否小于200HZ频率对应的正弦波半周期时间值Ttl 本实施例中，时间差值At2小于Ttl，软件不保存这次检测到的时间差值及定时器tn+1值，且设置下一次中断仍为信号上升沿中断，返回上述步骤3)操作，直至时间差值At2大于Ttl,软件保存这次检测到的时间差值Λ t2及定时器tn+1值，且设置下一次中断为信号上升沿中断，然后进入步骤5)操作；5)通过公式得整个周期的时间值t= Δ tl+ Δ t2，同时根据时间值t乘于定时器单位时间值来计算出正弦波周期实际时间值T，得出T后通过公式电网频率ff=l/T计算出。设置下一次中断为信号下降沿中断，再次设置定时器从零开始计吋，并保存定时器值为b，下一次中断返回步骤3)开始执行；6)返回重复步骤3)到步骤5)，就可以检测到多个的电网频率值f和周期值T。具体的，所述定时器単位时间值为定时器工作频率的倒数。实施例2如图2所示，测试电源的L线、N线接入检测电路，通过微控制器的外部中断ロ或者输入捕获ロ连接到检测电路MCU频率检测输入口上。如图I所示，ー种电网频率检测方法，其特征在于，包括以下步骤I)在微控制器开机时设置上升沿中断来触发微控制器软件中断；2)方波信号第一次进入上升沿中断，在中断程序里设置下一次中断为信号下降沿中断并且设置定时器从零开始计时，保存定时器值为b;3)方波信号进入下降沿中断，此时定时器值为、，计算这一次中断定时器、值和上一次上升沿中断保存定时器b值的时间差值Λ t1=tn-t0,并且判断该时间差值是否小于200HZ频率对应的正弦波半周期时间值Ttl 本实施列中，时间差值At1小于Ttl，软件不保存这次检测到的时间差值At1，且设置下一次中断仍为信号下降沿中断，返回上述步骤3)操作，直至时间差值Λ tl大于Ttl,软件保存这次检测到的时间差值At1及定时器、值，且设置下一次中断为信号上升沿中断，然后进入步骤4)操作；4)方波信号再次进入上升沿中断，此时定时器值为tn+1，计算这一次中断定时器tn+1值和上一次下降沿中断保存定时器tn值的时间差值Λ t2=tn+1_tn，并且判断时间差值Δ t2是否小于200HZ频率对应的正弦波半周期时间值Ttl 本实施例时间差值At2小于Ttl，软件不保存这次检测到的时间差值At2，且设置下一次中断仍为信号上升沿中断，返回上述步骤4)操作，直至时间差值Λ t2大于Ttl,软件保存这次检测到的时间差值At2及定时器tn+1值，且设置下一次中断为信号上升沿中断，然后进入步骤5)操作；5)通过公式得整个周期的时间值t= Δ tl+ Δ t2，同时根据时间值t乘于定时器单位时间值来计算出正弦波周期实际时间值T，得出T后通过公式电网频率f=l/T计算出。设置下一次中断为信号下降沿中断，再次设置定时器从零开始计吋，并保存定时器值为b，下一次中断返回步骤3)开始执行；6)返回重复步骤3)到步骤5)，就可以检测到多个电网频率值f和周期值T。具体的，所述定时器単位时间值为定时器工作频率的倒数。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置換方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.ー种电网频率的检测方法，其特征在于，包括以下步骤 1)将测试电源接入检测电路，测试电源经过检测电路降压处理后产生ー串与测试电源电网频率对应的方波信号； 2)微控制器获取方波信号从上升沿中断至第一次下降沿中断之间的时间差值At1； 3)根据△、是否小于200HZ频率对应的正弦波半周期时间值TO判断是否存储所述时间差值 若At1大于或等于TC，则存储Λ tl ； 若At1小于T0，则暂时不存储At1，微控制器重新获取从步骤2)所述上升沿中断至自然数递增次下降沿中断之间的时间差值At1，直至At1大于T0，停止递增，保存At1值； 4)微控制器获取方波信号从步骤2)所述第一次下降沿中断至下一次上升沿中断之间的时间差值Δ t2 ； 5)根据Λt2是否小于200HZ频率对应的正弦波半周期时间值Ttl判断是否存储所述时间差值At2 若Δ t2大于或等于T0,则存储Δ t2 ； 若At2小于T0，则暂时不存储At2，微控制器重新获取从步骤2)所述第一次下降沿中断至自然数递增次上升沿中断之间的时间差值At2，直至At2大于T0，停止递增，保存At2值； 6)根据Λtl、Λ t2值计算周期实际时间值T，井根据计算的周期实际时间值T计算出电网频率f。
2.根据权利要求I所述电网频率的检测方法，其特征在于所述微控制器设有上升沿中断和下降沿中断的外部中断ロ或输入捕获ロ，微控制器的外部中断ロ或者输入捕获ロ与检测电路市电频率方波输出ロ连接。
3 根据权利要求2所述电网频率的检测方法，其特征在于所述微控制器包括用于方波的上升沿和下降沿均产生中断的中断软件。
4.根据权利要求3所述电网频率的检测方法，其特征在于所述微控制器还设置有用于计算中断之间时间的定时器。
5.根据权利要求4所述电网频率的检测方法，其特征在于，所述微控制器获取方波信号从上升沿中断至第一次下降沿中断之间的时间差值At1的具体步骤为 在微控制器开机时中断软件设置上升沿中断来触发软件中断； 方波信号第一次进入上升沿中断，中断程序设置下一次中断为信号下降沿中断并且设置定时器从零开始计时，保存定时器值为to ； 方波信号进入下降沿中断，此时定时器值为tn，计算这一次中断定时器も值和所述第一次上升沿中断保存定时器t0值的时间差值Λ tfk-t。。
6.根据权利要求5所述电网频率的检测方法，其特征在干所述根据Atl、At2值计算周期实际时间值T，井根据计算的周期实际时间值T计算出电网频率f的具体步骤为 通过公式t = Δ h+Δ t2得出整个周期的时间值t ; 根据整个周期的时间值t乘于定时器单位时间值来计算出正弦波周期实际时间值T，再由电网频率f=l/T计算出f。
7.根据权利要求6所述电网频率的检测方法，其特征在于所述定时器单位时间值为定时器工作频率的倒数。
全文摘要
本发明公开了一种电网频率检测方法，其主要步骤为1)将测试电源接入检测电路，测试电源经过检测电路降压处理后产生一串与测试电源电网频率对应的方波信号；2)微控制器获取方波信号从上升沿中断至第一次下降沿中断之间的时间差值Δt1；3)根据Δt1值与200HZ频率对应的正弦波半周期时间值T0比较确定是否保存；4)微控制器获取方波信号从步骤2)所述第一次下降沿中断至下一次上升沿中断之间的时间差值Δt2；5)根据Δt2值与200HZ频率对应的正弦波半周期时间值T0比较确定是否保存；6)根据Δt1、Δt2值计算周期实际时间值T与电网频率f本发明方法既能检测标准的正弦波输入电网频率，也能检测电压稳定精度差的电网频率。
文档编号G01R23/02GK102841247SQ20121031686
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者兰维机, 张世桐, 咸立坤 申请人:惠州三华工业有限公司