基于电能芯片ADE7758的三相多功能工业电能表的研究

摘要

高精度三相多功能工业电能表是目前我国电能表行业研究的新课题。该类型电能表可以广泛应用于电能的高精度计量和工业自动化系统对电量的检测，如监测电流、电压、频率、有功功率、无功功率等。我国现在在工业上使用的电能表大多采用国外进口产品，性价比低，部分技术指标未能满足实际要求。考虑到这种情况，开发设计新型的三相多功能工业电能表对降低生产成本，提高计量精度具有十分重要的意义。 本论文研究了基于高精度电能芯片ADE7758和高性能AVR单片机ATMEGA128技术的三相多功能工业电能表，主要内容如下： (1)论述了本课题的意义和电能表的发展过程，并讨论了电能表的发展趋势。 (2)分析了三相多功能工业电能表的电能计量原理。 (3)研究开发了电子式硬件电路总体设计方案，设计出实现电能表功能所需要的电能计量部分和控制部分。本方案主要使用各种相关芯片来实现对应各部分的功能，具有功能强大、结构简单、可靠性高的优点。 (4)提出了软件的总体设计方案以及各部分的流程。 (5)分析了用调整电能芯片ADE7758中的校正寄存器的方法来实现电能表的精度控制。 该电能表经过校正后能达到很高的精度，能精确的测量出电机监控所需各项技术参数。

目录

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第一章 绪论

1.1 课题的背景及意义

1.2 国内外发展状况

第二章 电能计算的理论基础

2.1 三相交流电信号模型

2.2 电压、电流有效值的计算

2.3 功率的计算

2.3.1 有功功率的计算

2.3.2 视在功率的计算

2.3.3 无功功率的计算

2.3.4 功率因数的计算

2.4 电能的计算

2.5 频率的计算

第三章 系统硬件设计

3.1 硬件电路的总体设计

3.2 互感器

3.2.1 电流互感器

3.2.2 电压互感器

3.3 电能计量部分

3.3.1 电能芯片ADE7758简介

3.3.2 ADE7758的引脚功能

3.3.3 ADE7758的内部结构

3.3.4 电压输入端电路

3.3.5 电流输入端电路

3.3.6 时钟电路

3.3.7 其它部分的电路

3.4 控制部分

3.4.1 单片机ATMEGA128 简介

3.4.2 ATMEGA128的引脚功能

3.4.3 ATMEGA128的内部结构

3.4.4 ATMEGA128的周边电路

3.4.5 显示板模块

3.4.6 串口通讯模块

3.5 稳压电源

第四章 系统软件设计

4.1 系统软件的总体设计

4.2 单片机程序单元软件设计

4.3 电能计量部分软件设计

4.4 数据显示部分软件设计

4.5 串口通讯部分软件设计

第五章 系统调试

5.1 主电路的调试

5.2 显示板的调试

5.3 在线调试

5.4 系统调试实物图

第六章 总结

6.1 总结

6.2 下一步的主要工作

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢