基于DSP+FPGA 的三相交流發(fā)電機(jī)功率因數(shù)確定方法

甘忠文，薛開昶，袁光偉，顧興陽

（國(guó)家精密微特電機(jī)工程技術(shù)研究中心 貴州航天林泉電機(jī)有限公司，貴州貴陽，550081）

0 引言

功率因數(shù)是反映三相交流發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)最重要的指標(biāo)之一。功率因數(shù)過低時(shí)，發(fā)電機(jī)的利用率過低，電機(jī)繞組銅損增大。對(duì)于直流發(fā)電機(jī)，輸出電壓是由相電壓整流所得，功率因數(shù)過低時(shí)使輸出電壓質(zhì)量變差，使發(fā)電機(jī)輸出電壓變低[1～2]。當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)載為非阻性負(fù)載時(shí)，可通過功率因數(shù)值獲得電機(jī)實(shí)際有功功率。因此，發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)是對(duì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷的關(guān)鍵參數(shù)。

傳統(tǒng)的功率因數(shù)檢測(cè)方式，一種是檢測(cè)相電壓或相電流的上升沿或者下降沿得到周期，再通過檢測(cè)電壓與電流過零點(diǎn)時(shí)間差，將時(shí)間差轉(zhuǎn)換為功率因數(shù)角，從而獲得電機(jī)功率因數(shù)值[3～4]，此方式在強(qiáng)干擾環(huán)境下，過零點(diǎn)檢測(cè)誤差較大，則功率因素精度較低；另外一種是通過發(fā)電機(jī)相電流與相電壓計(jì)算電機(jī)視在功率，通過負(fù)載端得到發(fā)電機(jī)有功功率，由視在功率與有功功率比值獲得功率因數(shù)，此方法無法直接通過相電壓與相電流獲得[5～6]，必須要通過負(fù)載獲得發(fā)電機(jī)有功功率，對(duì)于交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)難以獲得，對(duì)于直流發(fā)電機(jī)還需對(duì)直流輸出電壓與輸出電流采樣，需占用更多的硬件資源。同時(shí)，對(duì)于DSP 來說計(jì)算根號(hào)指令，占用資源多，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)；對(duì)于FPGA，無運(yùn)算根號(hào)的指令，需通過其他算法對(duì)根號(hào)運(yùn)算進(jìn)行間接運(yùn)算，步驟繁瑣，占用運(yùn)算資源多。……