專利名稱：濾波控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力電網諧波治理技術相關領域，更具體的說，本實用新型涉及 一種根據有功功率進行投切的智能化濾波控制器。
背景技術：
隨著科學技術的不斷發展，特別是電力應用技術的發展給生產生活帶來了極大的 方便，但大量的非線性負載的應用，比如中頻爐、可逆軋機、變頻整流、單晶爐等，使電網 母線上產生大量諧波，嚴重污染電網，造成電力設備損壞、計量誤差、保護裝置誤動或拒動、 電動機異常發熱、電腦異常工作或復位等等。目前，國內普遍采用的無源諧波治理控制器是循環投切工作方式，即控制器檢測 到電網電壓及電流的過零時間差計算得到功率因素值與設定值的差值，控制投切裝置投入 或切除電容器組。目前小功率中頻爐的功率因數都做得很高，功率因數幾乎是0. 9^0. 99， 但是諧波含量很大，如果按功率因素或無功功率來投切，會出現投切振蕩，無法實現諧波治理。公告日為2008年2月6日，公告號為CN201018282Y的中國專利公開了一種自動 投切濾波裝置，包括自動投切及保護裝置和濾波回路，其中濾波回路由三角形連接支路組 成，三角形內每條支路按照下述方法連接，電抗器和電容器串接，兩組上述串接的電路并聯 并且和顯示燈并聯，該并聯支路與晶閘管和快速熔斷器串接組成；三條支路的輸入端分別 與A、B、C三相400V母線相連接，與A、B連接的支路還通過開關與自動投切控制器相連接。 該專利所述的自動投切控制器為一集成芯片，投切方式是電壓過零投入和電流過零切除， 該投切方式無法治理高功率因素電力設備對電網的污染，而且功能單一，人機互動性差，智 能化程度低。
發明內容本實用新型主要解決現有濾波控制無法治理高功率因素電力設備對電網的污染， 功能單一，人機互動性差，智能化程度低的技術問題；提供一種根據有功功率進行投切的智 能化濾波控制器。為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案一種濾波控制器，包括微型計 算機、數據采集模塊、數據處理模塊和電源模塊，微型計算機I/O 口線上連接有數據處理模 塊、按鍵輸入模塊、時鐘電路、電能計量模塊、液晶顯示模塊、通訊接口和控制輸出模塊，數 據采集模塊的輸出端連接到數據處理模塊的輸入端，電源模塊為各模塊提供工作電壓。數 據采集模塊對電力設備的電參數進行采集，采集到的電參數經數據處理模塊處理后傳送給 微型計算機，濾波控制器的設置參數通過按鍵輸入模塊傳送到微型計算機，時鐘電路為微 型計算機提供固定頻率的時鐘脈沖，電能計量模塊通過電能脈沖計量無功電能和有功電 能，液晶顯示模塊能將測量的電參數及控制投切信息顯示出來，通訊接口實現遠距離傳遞 信息及控制功能，控制輸出模塊輸出開關量對電容器進行投切控制。[0007]作為優選，所述數據采集模塊包括電壓取樣單元、電流取樣單元、放大電路及隔離 單元，電壓取樣單元通過隔離單元連接到放大電路，電流取樣單元與放大電路相連。電壓取 樣單元通過取樣電阻進行取樣，電網與濾波控制器需要通過隔離單元隔離開來，減小傳導 干擾，保證濾波控制器的安全，電流取樣單元通過電流感應器進行采樣，采集的電壓及電流 信號均需要經過放大電路對信號的幅值進行調整。作為優選，所述電壓取樣單元接在電網母線上負載端。電壓取樣單元接在電網母 線上負載端，以保證對電力設備的工作電壓采樣的準確性。作為優選，所述電流取樣單元接在電網母線上負載端。電流取樣單元接在電網母 線上負載端，以保證對電力設備的工作電流采樣的準確性。作為優選，所述數據處理模塊由A/D轉換器組成。數據采集模塊輸出的電壓及電 流信號為模擬信號，經A/D轉換器轉換為數字信號后傳送給微型計算機。作為優選，所述微型計算機采用STM32103VB集成電路。STM32103VB使用高性能的 32位的RISC內核，工作頻率為72MHz，內置高速存儲器，具有豐富的I/O端口和連接到兩條 APB總線的外設，包含2個12位的ADC、3個通用16位定時器和一個PWM定時器，工作溫度 范圍為_40°C至105°C，供電電壓為2. OV至3. 6V。本實用新型的有益效果通過對電力設備的工作電壓及電流采樣，微型計算機計 算出電力設備的有功功率，根據設定的有功功率及投入門限，微型計算機向控制輸出模塊 發出控制信號，控制輸出模塊根據控制信號輸出開關量對電容器進行投切控制，能有效解 決根據功率因素或無功功率進行投切而引起的投切振蕩，人機互動，智能化控制。
圖1為本實用新型的一種電路原理框圖。
具體實施方式
下面通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步的描述。實施例本實施例的濾波控制器如圖1所示，包括微型計算機、數據采集模塊、數 據處理模塊和電源模塊，微型計算機I/O 口線上連接有數據處理模塊、按鍵輸入模塊、時鐘 電路、電能計量模塊、液晶顯示模塊、通訊接口和控制輸出模塊，數據采集模塊的輸出端連 接到數據處理模塊的輸入端，電源模塊為各模塊提供工作電壓。其中數據采集模塊接在電 網母線上，對其電參數進行采樣；數據處理模塊的輸入端與數據采集模塊相連，數據處理模 塊的輸出端與微型計算機STM32103VB相連，數據處理模塊由A/D轉換器組成，數據處理模 塊將數據采集模塊傳送來的模擬信號轉化為數字信號；濾波控制器中需要設置的各項參數 通過按鍵輸入模塊進行設置；時鐘電路為微型計算機提供固定頻率的時鐘脈沖；電能計量 模塊通過電能脈沖計量無功電能和有功電能；液晶顯示模塊能將測量的電參數及控制投切 信息顯示出來；通訊接口實現遠距離傳遞信息及控制功能；控制輸出模塊輸出開關量對電 容器進行投切控制。本實施例中，數據采集模塊包括電壓取樣單元、電流取樣單元、放大電路及隔離單 元，電壓取樣單元和電流取樣單元接在電網母線上負載端，以保證對電力設備的工作電壓及電流采樣的準確性；電壓取樣單元通過取樣電阻進行取樣，電網與濾波控制器需要 通過隔離單元隔離開來，減小傳導干擾，保證濾波控制器的安全，電流取樣單元通過電流感 應器進行采樣，采集的電壓及電流信號均需要經過放大電路對信號的幅值進行調整，使信 號的幅值在A/D轉換器的工作范圍內，A/D轉換器將電壓及電流的模擬信號轉換為數字信 號供微型計算機STM32103VB讀取。本實施例中，微型計算機STM32103VB根據讀取到的電壓及電流信號，以及通過按 鍵輸入模塊設置的負載有功功率和投入門限，通過內部運算，將各參數通過液晶顯示模塊 顯示出來，將得到的控制信號傳送給控制輸出模塊，控制輸出模塊根據控制信號輸出開關 量對電容器進行投切控制。本實施例中，通過對負載端的電壓及電流進行取樣，根據設定的負載有功功率和 投入門限，由微型計算機系統控制投切電容器進行投切，實現人機互動，智能化控制，其實 現過程如下濾波控制器啟動后，根據中頻爐的功率分段，通過按鍵輸入模塊設置有功功率 Pl>12，投入門限需要根據實際情況設定；數據采集模塊對負載端的電壓及電流進行取樣， 并經過信號調整后，由數據處理模塊中的A/D轉換器將模擬信號轉換成數字信號，送入微 型計算機STM32103VB中，微型計算機STM32103VB根據讀取到的電壓及電流信號，計算其有 功功率，再根據設定的有功功率和投入門限，向控制輸出模塊發出控制信號，同時通過液晶 顯示模塊將各參數顯示出來；控制輸出模塊根據控制信號輸出開關量對電容器進行投切控 制。上面結合附圖對本實用新型的優選實施例作了描述，但是本實用新型并不局限于 上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本技術領域 的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權力要求所保護的范 圍的情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護范圍之內。本實施例中未 明確的各組成部分均可用現有技術加以實現。
權利要求一種濾波控制器，其特征在于，包括微型計算機、數據采集模塊、數據處理模塊和電源模塊，微型計算機I/O口線上連接有數據處理模塊、按鍵輸入模塊、時鐘電路、電能計量模塊、液晶顯示模塊、通訊接口和控制輸出模塊，數據采集模塊的輸出端連接到數據處理模塊的輸入端，電源模塊為各模塊提供工作電壓。
2.根據權利要求1所述的濾波控制器，其特征在于，所述數據采集模塊包括電壓取樣 單元、電流取樣單元、放大電路及隔離單元，電壓取樣單元通過隔離單元連接到放大電路， 電流取樣單元與放大電路相連。
3.根據權利要求2所述的濾波控制器，其特征在于，所述電壓取樣單元接在電網母線 上負載端。
4.根據權利要求2所述的濾波控制器，其特征在于，所述電流取樣單元接在電網母線 上負載端。
5.根據權利要求1所述的濾波控制器，其特征在于，所述數據處理模塊由A/D轉換器組成。
6.根據權利要求1所述的濾波控制器，其特征在于，所述微型計算機采用STM32103VB 集成電路。
專利摘要本實用新型公開了一種濾波控制器，旨在克服現有濾波控制無法治理高功率因素電力設備對電網的污染，功能單一，人機互動性差，智能化程度低的技術問題，其技術方案的要點是一種濾波控制器，包括微型計算機、數據采集模塊、數據處理模塊和電源模塊，微型計算機I/O口線上連接有數據處理模塊、按鍵輸入模塊、時鐘電路、電能計量模塊、液晶顯示模塊、通訊接口和控制輸出模塊，數據采集模塊的輸出端連接到數據處理模塊的輸入端。通過對電力設備的工作電壓及電流采樣，計算其有功功率，再根據設定的有功功率及投入門限，對投切電容器進行投切控制，有效解決根據功率因素或無功功率進行投切而引起的投切振蕩，實現人機互動，智能化控制。
文檔編號H02J3/01GK201708549SQ20102022554
公開日2011年1月12日 申請日期2010年6月13日 優先權日2010年6月13日
發明者陳錫忠 申請人:寧波中睿電氣有限公司