基于DSP变压器直流电阻的“消磁动态”方法测试

造成加电后感性绕组存在过渡过程的原因是磁通不能突变。当由一稳态转换到别一稳态时就需要过渡时间。如果略去剩磁，则测量变压器直流电阻时，其起始状态磁通为零。如果我们设法在整个测量过程中保持这种零状态，那就从根本上消除了过渡过程，达到快速测量的目的。测量高(中)压线圈的直流电阻的同时，在中(低)压线圈中加反向电流，目的是抵消电流磁场。也就是说，当测量高压侧直流电阻时，除在高压待测相线圈中加电流外，还应在相应的中压侧线圈中加一反向电流，使此电流产生之磁势与高压侧产生之磁势大小相等方向相反，如能同时加入则性能达到相互抵消。即，保证在整个测量过程中保持“零磁通”状态。其简图如图2(略去低压绕组)所示。

设高压侧有N1匝，中压侧有N2匝，则高压侧磁势为N1i1，中压侧为N2i2，如N1i1+N2i2=0，则i2=-N1·i1/N2，因N1/N2=u1/u2，故，由铭牌上给定的某一分头电压比，即可求出匝数比。

当测量低压侧绕组时，其简化电路如图3所示。由图可知，中低压匝数比为中压线电压和低压线电压之比，如设中压线电压为u2，低压为u3，则N2/N3=(u2//u3。又因低压绕组系bc相串接后与a相并接。故，总注入电流应为a相电流的1.5倍，即：

满足(8)式关系即可使中低压磁势相互抵消。通过DSP控制恒流源输出消磁电流的大小，完成测试。

2.2动态测试法基本思路

仅靠“静态”的方法并不能很好地解决测量的准确性与快速性这个矛盾。为此，本文提出了在“静态”测量的思路基础之上的“动态”测试法。其原理示意图见图4，图中，UN是串入绕组中的高精密标准电阻RN上端电压，E为被测绕组端电压。

由式(1)可知，在消磁过程中，能测出t1、t2两个不同时刻的UN及E值，将它们代入式(1)中可得：

从理论上讲，Δt取值越小，利用(9)、(10)式解出的直阻值RX越准确，那么保证测量的准确性是不成问题的，但事实并非如此。当Δt小到一定程度后，算出的RX值的误差将随着Δt减小而增大。这是因为计算机运算中的字长及模拟信号A/D转换时的量化误差和线圈的自然时间常数等因素都对直阻RX的计算结果产生影响。动态测试法必须经过认真研究及大量仿真试验，方可得出最优测量方案。但在测量过程中通以消磁电流后，电流的变化相对比较稳定一些(即Δi较小)，采样点数就可以取得少一些，因此，Δt取值就可以相对偏大一些，减轻了微处理器的计算负担。本测试仪根据下式确定采样点数：

式(11)中，Δi和δ事先由计算机设定。在Δt(事先由计算机设定)时间间隔内连续采样电压，并进行判断，一旦满足要求就不需采样电压，而进行数据处理，完成显示和PC通讯等功能。3 测试系统介绍

整个测试系统以TMS320F240为控制中心，系统框图如图5所示。TMS320F240(16位定点处理器)，将高性能DSP内核和丰富的微控制器外设功能集于单片之中，从而成为传统的多微处理器单元(MCU)和昂贵的多片设计的理想替代品〔5〕。F240具有16路10bit A/D输入接口，由于它优良的性能使得依靠单一的芯片基本上可以完成系