專利名稱：智能無功功率自動補償控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及低壓配電系統(tǒng)的功率因數(shù)補償裝置，具體是智能 無功功率自動補償控制器。
背景技術(shù)：
智能無功功率自動補償控制器適用于低壓配電系統(tǒng)，可廣泛用于 戶外臺式變壓器、室內(nèi)配電站、箱式變電站以及冶金、機械、礦山、 鐵路、化工等企業(yè)或低壓用戶進行無功功率自動跟蹤補償控制?？刂?器主要是用于控制電網(wǎng)無功功率的控制，因此在取樣物理量方面一般 分為功率因數(shù)型、無功電流型、無功功率型三種取樣方式。以前的 產(chǎn)品多為功率因數(shù)型及無功電流型，其特點是根據(jù)取樣的電流、電壓 信號，計算出電網(wǎng)的功率因數(shù)，顯示器為三位數(shù)碼顯示。然后根據(jù)所 設(shè)置的功率因數(shù)值來控制電容器組的投切。如果用戶的單組電容器容 量設(shè)計偏大，而在用戶晚間或其他用電量較小的時候，投一路會造成 過補償，切除又會欠補，這樣就會造成投切振蕩，使用戶的無功功率得不到有效的控制。此外，其電路的結(jié)構(gòu)基本上都采用AT89C52的單 片機作為核心器件，由于該芯片的功能有限，執(zhí)行指令速度較慢，需 要外部擴展芯片、看門狗電路及掉電記憶芯片，因此造成電路結(jié)構(gòu)復(fù) 雜、穩(wěn)定性差、電磁兼容性差、成本偏高等缺點。輸出繼電器采用 0.36W的繼電器作為執(zhí)行器件，功率較大，造成資源浪費。信號檢測 電路采用普通LM324等運算放大器，這種芯片的供電電壓一般要求最 低在5V，如果系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定，產(chǎn)品內(nèi)部供電電壓發(fā)生閃變的話， 容易造成產(chǎn)品死機或誤動作等不良現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種可靠 性和精度更高的智能無功功率自動補償控制器。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)解決方案如下 一種智能 無功功率自動補償控制器，包括外殼及控制電路，其特征在于所述 控制電路包括中央處理單元、電流信號輸入單元、電壓信號輸入單元、 鍵盤操作輸入單元、控制輸出單元和顯示單元，所述中央處理單元以 AVR型單片機為核心，電流信號輸入單元和電壓信號輸入單元的輸 出端與AVR型單片機模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入端連接，鍵盤操作輸入單元與單 片機數(shù)據(jù)輸入端連接，控制輸出單元和顯示單元與單片機數(shù)據(jù)輸出端 連接，中央處理單元中設(shè)有電流值存貯器、電壓值存貯器和乘法器。
單片機對信號檢測電路的電壓及電流信號進行處理，計算出電網(wǎng) 的電壓、電流、功率因數(shù)及無功功率等電力參數(shù)，根據(jù)計算得到的 無功功率大小來選擇投入最合適的電容器組，根據(jù)產(chǎn)品所設(shè)置的具 體參數(shù)跟蹤電網(wǎng)的功率因數(shù)及無功功率的大小，可以計算出精確的 電容器組的投切量，控制輸出繼電器的吸合與分斷，取樣物理量為 無功功率，使控制方式更為合理，控制精度更高。控制器由AVR單 片機、信號檢測電路、繼電器、電源變壓器、電流取樣互感器、顯 示器件、操作按鍵、接線端子、外殼等組成。單片機以及信號檢測 電路均采用最低至2. 7V的供電電壓芯片，即使電路供電電路發(fā)生降 低的現(xiàn)象，電路均能正常工作，不會引起死機或誤動作現(xiàn)象，保證 了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


附圖1為本實用新型具體實施例電路原理圖。
具體實施方式
如圖l所示，智能無功功率自動補償控制器，包括外殼及控制電路， 所述控制電路包括以單片機為核心中央處理單元、電流信號輸入單 元、電壓信號輸入單元、鍵盤操作輸入單元、控制輸出單元和顯示單 元，單片機以及信號檢測電路均采用最低至2. 7V的供電電壓芯片， 中央處理單元以AVR型單片機Ul為核心，具體可以選用ATMEGA8;
顯示單元包括驅(qū)動電路和四位數(shù)碼顯示屏，顯示屏的7段顯示數(shù)據(jù)控 制端及小數(shù)點顯示控制端分別經(jīng)限流電阻R17 R24后與單片機U1的
數(shù)據(jù)輸出口連接，本實施例中具體為RXD、 TXD、 INT0、 ADC3、 T0、 Tl、 AIN0和AIN1引腳，四位數(shù)碼顯示屏的公共極分別與PNP型驅(qū)動 三極管Q1 Q4的集電極連接，單片機Ul的選通掃描數(shù)據(jù)輸出端 OCIA、 OC1B和ICP經(jīng)3-8譯碼電路U4后與各組PNP型驅(qū)動三極 管Q1 Q4的基極連接，PNP型驅(qū)動三極管Q1 Q4的發(fā)射極相互連接 后與電源正極連接構(gòu)成驅(qū)動電路；電流信號輸入單元和電壓信號輸入 單元的輸出端與AVR( ATMEGA8)型單片機Ul模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入端ADC0 和ADC1連接，本實施例中以運算放大器U5c為核心組成跟隨器電路 所構(gòu)成述電流信號輸入單元；以運算放大器U5d為核心組成比例放大 電路構(gòu)成所述電壓信號輸入單元。鍵盤操作輸入單元與單片機U1數(shù) 據(jù)輸入端連接，控制輸出單元和顯示單元與單片機U1數(shù)據(jù)輸出端連 接，單片機U1數(shù)據(jù)輸出口經(jīng)觸發(fā)器電路U2、 U3 (74LS273)和達林 頓陣列集成電路U6、 U7 (ULN2003)驅(qū)動投切繼電器構(gòu)成所述控制輸 出單元；鍵盤操作輸入單元由按鍵開關(guān)S1、 S2、和S3組成，按鍵開 關(guān)Sl、 S2、和S3分別連接在單片機Ul數(shù)據(jù)輸入端MOSI、 MISO和 SCK與地之間；中央處理單元中設(shè)有電流值存貯器、電壓值存貯器 和乘法器，電流值存貯器和電壓值存貯器由單片機U1內(nèi)部數(shù)據(jù)存貯 器構(gòu)成，乘法器通過相應(yīng)程序?qū)崿F(xiàn)。
權(quán)利要求1、一種智能無功功率自動補償控制器，包括外殼及控制電路，其特征在于所述控制電路包括中央處理單元、電流信號輸入單元、電壓信號輸入單元、鍵盤操作輸入單元、控制輸出單元和顯示單元，所述中央處理單元以AVR型單片機U1為核心，電流信號輸入單元和電壓信號輸入單元的輸出端與AVR型單片機U1模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入端連接，鍵盤操作輸入單元與單片機U1數(shù)據(jù)輸入端連接，控制輸出單元和顯示單元與單片機U1數(shù)據(jù)輸出端連接，中央處理單元中設(shè)有電流值存貯器、電壓值存貯器和乘法器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能無功功率自動補償控制器，其特 征在于所述顯示單元包括驅(qū)動電路和四位數(shù)碼顯示屏，顯示屏的7 段顯示數(shù)據(jù)控制端及小數(shù)點顯示控制端分別經(jīng)限流電阻R17 R24后 與單片機Ul以數(shù)據(jù)輸出口連接，四位數(shù)碼顯示屏的公共極分別與 PNP型驅(qū)動三極管Q1 Q4的集電極連接，單片機Ul的選通掃描數(shù) 據(jù)輸出端經(jīng)3-8譯碼電路U4后與各組PNP型驅(qū)動三極管Q1 Q4的 基極連接，PNP型驅(qū)動三極管Q1 Q4的發(fā)射極相互連接后與電源正 極連接構(gòu)成驅(qū)動電路；單片機U1以數(shù)據(jù)輸出口，單片機U1數(shù)據(jù)輸出 口經(jīng)觸發(fā)器電路U2、 U3和達林頓陣列集成電路U6、 U7驅(qū)動投切繼電 器構(gòu)成所述控制輸出單元；以運算放大器U5c為核心組成跟隨器電路 所構(gòu)成述電流信號輸入單元；以運算放大器U5d為核心組成比例放大 電路構(gòu)成所述電壓信號輸入單元。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能無功功率自動補償控制器， 其特征在于AVR型單片機Ul為ATMEGA8型單片機。
專利摘要本實用新型涉及智能無功功率自動補償控制器。包括外殼及控制電路，控制電路包括中央處理單元、電流信號輸入單元、電壓信號輸入單元、鍵盤操作輸入單元、控制輸出單元和顯示單元，所述中央處理單元以AVR型單片機U1為核心，電流信號輸入單元和電壓信號輸入單元的輸出端與AVR型單片機U1模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入端連接，鍵盤操作輸入單元與單片機U1數(shù)據(jù)輸入端連接，控制輸出單元和顯示單元與單片機U1數(shù)據(jù)輸出端連接，中央處理單元中設(shè)有電流值存貯器，電壓值存貯器和乘法器。本智能無功功率自動補償控制器取樣物理量為無功功率，使控制方式更為合理，控制精度更高；單片機以及信號檢測電路均采用最低至2.7V的供電電壓芯片，即使電路供電電路發(fā)生降低的現(xiàn)象，電路均能正常工作，不會引起死機或誤動作現(xiàn)象，有更高的穩(wěn)定性。
文檔編號H02J3/18GK201075699SQ20072003419
公開日2008年6月18日 申請日期2007年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月30日
發(fā)明者徐會宏 申請人:天正集團有限公司