[实用新型]智能型低压无功功率自动补偿控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种智能型低压无功功率自动补偿控制装置，属于低压电器制造技术领域。

背景技术

低压无功功率自动补偿控制器通过控制补偿电容来调节配电网中无功电流，具有降低线路损耗、节约能源、稳定电网电压、增加变压器容量等功效，被广泛应用于配电系统中。但现有的控制器基本都采用单片机控制，由于其运算速度低，无法实现复杂控制算法，有些只能应用外围硬件电路来实现，存在着电路结构复杂、精度差、成本高、抗干扰能力差等缺点。例如，通常使用的相位判别法采用比较器来识别电压和电流的过零点，来得到它们过零点之间的时间差(即相位差)，从而可以计算出功率因数。然而这些硬件电路的存在不仅大大提高了控制器的成本，而且很容易受谐波、零点漂移等因素的影响，使得控制器的性能和可靠性大大降低。

发明内容

鉴于上述技术存在的问题，本实用新型目的是提供一种电路结构简单、精度高、成本低、抗干扰能力好的智能型低压无功功率自动补偿控制器。

本实用新型所采取的技术方案是：

以低成本高速数字信号处理器为核心，简化外围硬件电路，采用数字校准精度、数字滤波提高精度和抗干扰性，以高速采集和运算来实现功率因数的计算，采用多参数综合控制等复杂控制算法，来设计智能型低压无功功率自动补偿控制器。

其具体结构：以高速数字信号处理器为核心，包括有采样电路，频率跟踪电路、LCD/LED显示电路、补偿电容控制输出驱动电路、EEPROM、键盘、数字校准开关、通讯接口电路、开关电源等部分。采样电路将电网电压和电流转化为小信号并经抬高电平、低通滤波、限幅后与数字信号处理器A/D口相连，电压小信号经频率跟踪电路与数字信号处理器高速捕获口相连，采样电路中的抬高电平由电阻分压而成，抬高电平同时与数字信号处理器A/D口相连；LCD/LED显示电路、补偿电容控制输出驱动电路和键盘与数字信号处理器I/O口相连；数字校准开关与数字信号处理器I/O端口相连，当闭合此开关启动数字校准程序，将校准参数存于EEPROM；EEPROM与数字信号处理器的I²C口相连；通讯接口电路与数字信号处理器的UART口相连；开关电源为整个控制器提供电源。

数字信号处理器处理速度达60MIPS，具有16路12位ADC、32kB程序空间、12kB RAM空间、内部看门狗电路、内部基准电路、内部定时器、高速捕获端口、I²C/SPI/UART接口等。

经过上述设计后的本实用新型技术，与现有技术相比，具有以下优点：

1、利用数字信号处理器高速运算能力和逻辑判断能力，通过软件来实现电流同相同名端的自动识别，省去硬件电路的相位判断、节约成本、提高了可靠性。

2、利用数字信号处理器高速运算能力，通过数字滤波和数字校准，采样电路仅需简单的低通滤波和限幅处理即可实现高精度，省去硬件电路的调节和滤波，提高可靠性和抗干扰能力。

3、数字信号处理器根据频率跟踪器检测的频率进行32分频或64分频后对A/D进行周波数据采集，能够自动跟踪电网频率变化，可适用于50Hz或60Hz电网。

4、利用数字信号处理器高速运算能力，对电网电压、电流、功率等参数进行真有效值计算，能综合电压、电流、功率、功率因素等参数控制投切电路进行投切，避免单一参数控制存在的各种缺陷。

附图说明

附图1是本新型实用的电路示意框图。

附图2本新型实用智能型低压无功功率自动补偿控制器一种实施例的电路原理框图。

其中：

1---表示采样电路；         2---表示频率跟踪电路；

3---表示数字信号处理器；   4---表示LCD/LED显示模块；

5---表示补偿电容控制输出驱动电路；

6---表示EEPROM存储器；     7---表示键盘输入模块

8---表示数字校准开关；     9---表示通讯接口电路

10---表示开关电源模块。

具体实施方式：

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方案作进一步具体的说明：