專利名稱：無功補償濾波控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種濾波控制器，具體是涉及一種無功補償濾波控制器。
背景技術：
眾所周知，電流電壓信號的采樣是控制器設計中的重要環節，傳統的控
制器采用在功率因數角的檢測上，在輕載時容易產生控制不穩定；常用的交 叉相乘和無功曲線擬合的方法計算延遲較大，對于快速動態應用不能滿足實 時性要求。例如公開號為CN101340096A的中國專利文獻公開了一種電力技 術領域的電力無功補償控制器，其包括低壓配電網無功補償模塊和主控模 塊。低壓配電網無功補償模塊包括'.電壓檢測模塊、功率因數檢測模塊、單 片機，其中電壓檢測模塊、功率因數檢測模塊分別測量電壓、功率因數角， 單片機計算需無功補償的容量。主控模塊包括看門狗電路模塊、鍵盤輸入 模塊、顯示模塊、電壓電流A/D模塊、串口通信電路模塊、下層控制器串口 模塊等，其中看門狗電路模塊起到保護電路的作用；鍵盤輸入模塊和顯示 電路模塊實現人機通信；串口通信電路模塊負責將單片機中需無功補償的容
量數據信息傳遞至下層控制器串口模塊；下層控制器串口模塊控制補償電容
器組。該技術方案中的電流電壓信號的采樣部分即存在著控制不穩定、延遲 大、不能滿足實時性要求的技術問題。
發明內容
本實用新型的目的在于解決現有技術的無功補償濾波控制器中的電流電壓信號的采樣部分存在的控制不穩定、延遲大、不能滿足實時性要求的技術 問題，提供一種穩定、滿足實時性應用的無功補償濾波控制器。
為解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的 一種無功補償濾波控制器，包括 中央處理器模塊；
輸出模塊，其用于接收經過所述中央處理器模塊處理的信號并將該信號提 供給投切控制電路；
電壓電流A/D才莫塊； 所述電壓電流A/D模塊包括
至少一個電壓互感器，其連接在電網的傳輸線上采集電壓信號；
至少 一個電流互感器，其連接在電網的傳輸線上采集電流信號；
濾波電^各；
A/D轉換電路；
每個所述電壓互感器和每個所述電流互感器的輸出端分別連接濾波電路的輸 入端，所述濾波電路的輸出端與所述A/D轉換電路連接，所述A/D轉換電路 的輸出端與所述中央處理器模塊連接；由所述中夾處理器模塊對接受的信號 進行處理并以處理后的信號控制所述投切控制電路。
所述控制器還包括與所述中央處理器模塊相連接的通信接口模塊，其用 于將所述中央處理器模塊輸出的通訊信號進行電平轉換以實現通訊。
所述控制器還包括與所述中央處理器模塊相連接的輸入模塊，其用于人 才幾通信。
所述電壓互感器共有三個，多個所述電壓互感器之間相互并聯。 所述電流互感器共有三個，多個所述電流互感器之間相互并聯。 本實用新型具有以下優點本實用新型的無功補償濾波控制器的電流電 壓信號的采樣部分控制穩定、延遲小、能夠滿足實時性要求。
為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據本實用新型的
具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
圖1 是本實用新型的無功補償濾波控制器模塊結構示意圖； 圖2是圖1所示的無功補償濾波控制器中的電流信號采集單元的電路 圖3 是圖1所示的無功補償濾波控制器中的電壓信號采集單元的電路 圖4是圖1所示的無功補償濾波控制器中的濾波放大電路的電路圖； 圖5 是圖1所示的無功補償濾波控制器中的人機界面的電路圖； 圖6 是圖1所示的無功補償濾波控制器中的驅動輸出電路的電路圖； 圖7 是圖1所示的無功補償濾波控制器中的通訊單元的電路圖。
具體實施方式
圖1至圖7顯示了一種具體的實施方式， 一種無功補償濾波控制器，包 括中央處理器模塊；輸出模塊，其用于接收經過所述中央處理器模塊處理 的信號并將該信號提供給投切控制電路；電壓電流A/D模塊；所述電壓電流 A/D模塊包括相互并聯的三個電壓互感器，其連接在電網的傳輸線上采集 電壓信號；相互并聯的三個電流互感器，其連接在電網的傳輸線上采集電流 信號；濾波電路；A/D轉換電路；每個所述電壓互感器和每個所述電流互感 器的輸出端分別連接濾波電路的輸入端，所述濾波電路的輸出端與所述A/D 轉換電路連接，所述A/D轉換電路的輸出端與所述中央處理器模塊連接；由 所述中央處理器才莫塊對接受的信號進行處理并以處理后的信號控制所述投切 控制電路。所述控制器還包括與所述中央處理器模塊相連接的通信接口模塊， 其用于將所述中央處理器模塊輸出的通訊信號進行電平轉換以實現通訊。所 述控制器還包括與所述中央處理器模塊相連接的輸入模塊，其用于人機通信。如圖1所示，本實用新型的無功補償濾波控制器的核心DSP采用Tl公司 生產的TMS320LF2407，它將從電網采集的三相電壓、電流數據進行快速傅立 葉變換計算并作諧被分析，從而得到電壓、電流值，諧波量，功率因數等參 數。根據諧波量與無功量進行綜合控制并優先參照諧波量的原則選擇投入電 容器的組數，實現了對無功的動態補償和濾波。
圖2顯示了電流信號采集單元，其包括T1,T2，T3電流變壓器和濾波放大 電路。圖3顯示了電壓信號采集單元，其包括T7,T8,T9電壓變壓器和濾波放 大電路。
圖4顯示的是電壓電流信號經過互感器送至濾波放大電路，根據反饋電 阻R2和R3用來調節輸出信號的大小，電容C2及可調電阻R1用來補償互感 器的固有相移，電容C1和C5是用來去耦和濾波，兩個反接的二極管D1,D2 用來保護運算放大器，IC2接成射極跟隨的形式，起到阻抗匹配的作用，輸出 端連接到DSP的A/D轉換端口 ADCN00 ADCN05，數據采樣保持后通過FFT 算法分離并計算出各次諧波的幅值和相位，由此求出諧波次數和諧波量，電 壓和電流值，并計算出無功補償的容量，根據諧波量與無功量進行綜合控制 并優先參照諧波量的原則選擇投入電容器的組數。
如圖5所示，人機界面電路中將DSP的IOPF0-IOPF5六個端口設置為 一般I/0口輸入方式，實現鍵盤輸入功能。液晶顯示器采用內藏T6963C控制 驅動器圖形液晶顯示模塊。T6963C是大規模點陣式圖形液晶顯示控制器，通 過8位并行數據總線和一組控制總線進行指令和數據傳遞。采用間接控制方 式實現對液晶顯示模塊的控制，即DSP的IOPEO ~ IOPE7與T6963C的數據 線相連，10PB4-IOPB7分別與T6963C的寫選通信號、讀選通信號、片選信 號和通道選擇信號相連，實現控制功能。與直接訪問方式相比，間接方式減 輕了總線負擔。
驅動輸出電路，如圖6所示，包括16組光藕，每組光藕的輸入端分別連 接電源和DSP的輸出驅動I/O端口 ，每組光耦的輸出端通過一非門控制輸出。如圖7所示，通信單元包括有一側分別與DSP的通訊端口 SCIRXDA和 SCITXDA相連的脈沖整形芯片IC25，脈沖整形集成塊IC25另 一側的腳9通 過電阻R49接電源，腳9、腳4、腳10分別對應連接集成塊IC26、 IC27和IC28; 其中，集成塊IC26的腳2通過電阻R53接電源，腳3分別連接集成塊IC29C 和集成塊IC29D，集成塊IC29C的腳8通過發光二極管及電阻R52連接電源， 集成塊IC29D的腳12連接IC30的腳9，集成塊IC29D的腳13連接集成塊IC31 的腳11集成塊IC27的腳7通過電阻R57連接集成塊IC58的腳5,集成塊IC27 的腳6連接集成塊IC58的腳4，集成塊IC58的腳6分別連接集成塊IC30的 腳11和集成塊IC31的腳4;集成塊IC28的腳7通過電阻R58后與其腳6 — 起連接集成塊IC31的腳2和腳3;集成塊IC30的腳11還通過集成塊IC29A、 發光二極管以及電阻R52接電源，集成塊IC30的腳13和腳8為通信接口與 外圍通信設備相連;集成塊IC31的腳7通過電阻R63與穩壓管D4的并聯^妄地， 腳6通過電阻R65接電源，通過穩壓管D5接地，還通過電阻R64與腳7相 連。
顯然，上述實施例僅4又是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式 的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做 出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。 而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型創造的權利要求 書的保護范圍之中。
權利要求1.一種無功補償濾波控制器，包括中央處理器模塊；輸出模塊，其用于接收經過所述中央處理器模塊處理的信號并將該信號提供給投切控制電路；電壓電流A/D模塊；其特征在于，所述電壓電流A/D模塊包括至少一個電壓互感器，其連接在電網的傳輸線上采集電壓信號；至少一個電流互感器，其連接在電網的傳輸線上采集電流信號；濾波電路；A/D轉換電路；每個所述電壓互感器和每個所述電流互感器的輸出端分別連接濾波電路的輸入端，所述濾波電路的輸出端與所述A/D轉換電路連接，所述A/D轉換電路的輸出端與所述中央處理器模塊連接；由所述中央處理器模塊對接受的信號進行處理并以處理后的信號控制所述投切控制電路。
2. 根據權利要求1所述的控制器，其特征在于，還包括與所述中央處理器模 塊相連接的通信接口模塊，其用于將所述中央處理器模塊輸出的通訊信號 進行電平轉換以實現通訊。
3. 根據權利要求1所述的控制器，其特征在于，還包括與所述中央處理器模 塊相連接的輸入模塊，其用于人機通信。
4. 根據權利要求1所述的控制器，其特征在于，所述電壓互感器共有三個， 多個所述電壓互感器之間相互并耳關。
5. 根據權利要求1所述的控制器，其特征在于，所述電流互感器共有三個， 多個所述電流互感器之間相互并聯。
專利摘要一種無功補償濾波控制器，包括中央處理器模塊；輸出模塊；電壓電流A/D模塊；所述電壓電流A/D模塊包括至少一個電壓互感器，其連接在電網的傳輸線上采集電壓信號；至少一個電流互感器，其連接在電網的傳輸線上采集電流信號；濾波電路；A/D轉換電路；每個所述電壓互感器和每個所述電流互感器的輸出端分別連接濾波電路的輸入端，所述濾波電路的輸出端與所述A/D轉換電路連接，所述A/D轉換電路的輸出端與所述中央處理器模塊連接；由所述中央處理器模塊對接受的信號進行處理并以處理后的信號控制所述投切控制電路。本實用新型的無功補償濾波控制器的電流電壓信號的采樣部分控制穩定、延遲小、能夠滿足實時性要求。
文檔編號H02J3/01GK201378741SQ20092015148
公開日2010年1月6日 申請日期2009年4月24日 優先權日2009年4月24日
發明者王占武 申請人:王占武