專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于單片機(jī)控制的低壓電網(wǎng)無(wú)功自適應(yīng)補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于單片機(jī)控制的無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置，適用于低壓220V 感性負(fù)載浮動(dòng)較大的場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
電源能量與感性負(fù)載線圈中磁場(chǎng)能量或容性負(fù)載電容中的電場(chǎng)能量之間進(jìn)行著可逆的能量轉(zhuǎn)換而占有電網(wǎng)容量叫做無(wú)功，無(wú)功功率會(huì)產(chǎn)生許多負(fù)面影響。如產(chǎn)生無(wú)功電流分量，導(dǎo)致線路和變壓器等損耗增大，變壓器利用率降低；感性無(wú)功使電壓下降，容性無(wú)功使電壓上升。在電力系統(tǒng)中，一般以感性負(fù)載為主，產(chǎn)生感性無(wú)功。目前在低壓配電網(wǎng)中，無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞揭话悴捎霉潭娙萜餮a(bǔ)償，這樣做有一個(gè)缺陷當(dāng)感性負(fù)載減少時(shí)，有可能出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償，如此一來(lái)，對(duì)低壓配電網(wǎng)又會(huì)產(chǎn)生新的危害。因此，讓無(wú)功補(bǔ)償器實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓配電網(wǎng)的自適應(yīng)補(bǔ)償是當(dāng)前無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹髁髭厔?shì)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提供一種既能檢測(cè)并顯示出低壓配電網(wǎng)的功率因數(shù)，又能對(duì)低壓電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無(wú)功自適應(yīng)補(bǔ)償?shù)难b置。本實(shí)用新型由電源電路、功率因數(shù)檢測(cè)電路、單片機(jī)系統(tǒng)及數(shù)碼管顯示電路、電容器組投切電路組成；電容器投切電路、功率因數(shù)檢測(cè)電路、電源電路依次接入220V電網(wǎng)總線，并與51單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路固定焊接在一塊電路板上，并將電路板置于防護(hù)罩中，其中四位數(shù)碼管和功能選擇開(kāi)關(guān)固定于防護(hù)罩外殼上；防護(hù)罩外形呈長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，外形尺寸為150mm*120mm*75mm。電源電路中，采用AC220VAC12V*2型變壓器，采用LM7805作為+5V電源的穩(wěn)壓芯片，采用LM7905作為-5V電源的穩(wěn)壓芯片，采用 1N4007作為整流二極管。功率因數(shù)檢測(cè)電路中，電壓互感器采用環(huán)氧灌封電流型電壓互感器TV16，電流互感器采用環(huán)氧灌封TA1410電流互感器，采用集成四運(yùn)放LM339做過(guò)零比較器，采用9015PNP型三極管做反相器，與門(mén)芯片采用74LS08。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)無(wú)功自適應(yīng)補(bǔ)償?shù)碾妷?、電流互感器分別將電網(wǎng)電壓、電流轉(zhuǎn)換到-2. 5V-+2. 5V，經(jīng)過(guò)零比較器分別轉(zhuǎn)換成占空比為0. 5的方波，再經(jīng)與門(mén)芯片將兩組方波相與，由于電網(wǎng)中的電壓電流不同相，從與門(mén)芯片中出來(lái)的方波占空比小于0. 5，將該信號(hào)接入單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)檢測(cè)方波的高電平脈沖寬度計(jì)算出功率因數(shù)，繼而顯示，并依據(jù)功率因數(shù)實(shí)現(xiàn)電容器的自動(dòng)投切。本實(shí)用新型的有益效果是可實(shí)現(xiàn)低壓配電網(wǎng)的無(wú)功自適應(yīng)補(bǔ)償，還可以作為功率因數(shù)表使用，適用于低壓220V配電網(wǎng)感性負(fù)載浮動(dòng)較大的場(chǎng)合。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例三維示意圖。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。[0009]圖[0010]圖[0011]圖[0012]圖[0013]圖
具體實(shí)施方式
如圖1、2所示，該裝置由電源電路、功率因數(shù)檢測(cè)電路、單片機(jī)系統(tǒng)及數(shù)碼管顯示電路、電容器組投切電路組成。電容器投切電路、功率因數(shù)檢測(cè)電路、電源電路依次接入 220V電網(wǎng)總線，并與51單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路固定焊接在一塊電路板上，并將電路板置于防護(hù)罩中，其中功能選擇開(kāi)關(guān)固定于防護(hù)罩外殼上。防護(hù)罩外形呈長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，尺寸的在小由各元器件焊接的緊湊度決定。本例除四位數(shù)碼管和功能選擇開(kāi)關(guān)外，各元器件焊接于印刷電路板上，外形尺寸為150mm*120mm*75mm，允許輸入低壓交流220V。參見(jiàn)圖3，電源提供正負(fù)5V電壓，分別為單片機(jī)、集成運(yùn)放、三極管、與門(mén)芯片等有源器件供電。變壓器采用AC220V AC12V*2型變壓器，經(jīng)整流橋整流后，采用LM7805作為 +5V電源的穩(wěn)壓芯片，采用LM7905作為-5V電源的穩(wěn)壓芯片，整流二極管采用1N4007。參見(jiàn)圖4，功率因數(shù)檢測(cè)電路將電壓電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成矩形脈沖。電壓互感器采用環(huán)氧灌封電流型電壓互感器TV16，電流互感器采用環(huán)氧灌封TA1410電流互感器，分別取電壓后接入過(guò)零比較器，采用集成四運(yùn)放LM339做過(guò)零比較器，接線時(shí)應(yīng)注意LM339的±5V電源接線端不可接反(一旦接反立即燒毀)，采用9015PNP型三極管做反相器，與門(mén)芯片采用 74LS08。參見(jiàn)圖5，實(shí)施中采用任何單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路均可行，本例中，單片機(jī)采用AT89S52，由功率因數(shù)轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生的方波信號(hào)送入單片機(jī)的P3.0 (RXD 口)，由Pl 口 (Z1-Z8)控制電容器組投切電路，由PO 口和P2(P2. 0-P2. 3) 口控制數(shù)碼管的顯示，用到的晶振頻率為20MHz，數(shù)碼管采用普通四位八段共陰數(shù)碼管，數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路中用到的PNP三極管型號(hào)為9015。參見(jiàn)圖6，電容器組投切電路中，采用的繼電器型號(hào)為HK4100F_DC5V(尺寸約
，涉及到的三極管9015PNP型三極管，涉及到的電阻均為IkQ，電容器組的各個(gè)電容值可根據(jù)具體需要自行設(shè)定，每一組電容可以采并聯(lián)的方式達(dá)到要求的值。
權(quán)利要求1.一種基于單片機(jī)控制的低壓電網(wǎng)無(wú)功自適應(yīng)補(bǔ)償裝置，其特征是該裝置由電源電路、功率因數(shù)檢測(cè)電路、單片機(jī)系統(tǒng)及數(shù)碼管顯示電路、電容器組投切電路組成；電容器投切電路、功率因數(shù)檢測(cè)電路、電源電路依次接入220V電網(wǎng)總線，并與51單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路固定焊接在一塊電路板上，并將電路板置于防護(hù)罩中，其中四位數(shù)碼管和功能選擇開(kāi)關(guān)固定于防護(hù)罩外殼上；防護(hù)罩外形呈長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，外形尺寸為150mm*120mm*75mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于單片機(jī)控制的低壓電網(wǎng)無(wú)功自適應(yīng)補(bǔ)償裝置，其特征是電源電路中，采用AC220V AC12V*2型變壓器，采用LM7805作為+5V電源的穩(wěn)壓芯片，采用LM7905作為-5V電源的穩(wěn)壓芯片，采用1N4007作為整流二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于單片機(jī)控制的低壓電網(wǎng)無(wú)功自適應(yīng)補(bǔ)償裝置，其特征是功率因數(shù)檢測(cè)電路中，電壓互感器采用環(huán)氧灌封電流型電壓互感器TV16，電流互感器采用環(huán)氧灌封TA1410電流互感器，采用集成四運(yùn)放LM339做過(guò)零比較器，采用9015PNP型三極管做反相器，與門(mén)芯片采用74LS08。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型旨在提供一種既能夠?qū)崿F(xiàn)低壓配電網(wǎng)無(wú)功自適應(yīng)補(bǔ)償，又能作為功率因數(shù)表使用的裝置。本實(shí)用新型技術(shù)上采用了柔性交流輸電技術(shù)中的靜止無(wú)功補(bǔ)償原理，以51單片機(jī)作為控制器檢測(cè)電網(wǎng)功率因數(shù)及控制電容器組的自動(dòng)投切，實(shí)現(xiàn)低壓220V配電網(wǎng)的無(wú)功自適應(yīng)補(bǔ)償，并通過(guò)功能選擇開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)表/無(wú)功補(bǔ)償器的功能切換。本實(shí)用新型包括電源模塊，功率因數(shù)檢測(cè)模塊，單片機(jī)系統(tǒng)及數(shù)碼管顯示模塊，電容器組投切模塊，四個(gè)模塊焊接在一塊電路板上。安裝使用方便，適用于低壓220V配電網(wǎng)中感性負(fù)載浮動(dòng)較大的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)H02J3/18GK202353218SQ20112034441
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者單艷珍, 孫君波, 孟賀霞, 張旭輝, 徐燕, 楊瑞娜, 田正民, 胡長(zhǎng)遠(yuǎn), 陳建明, 陳方里 申請(qǐng)人:單艷珍, 孫君波, 孟賀霞, 張旭輝, 徐燕, 楊瑞娜, 田正民, 胡長(zhǎng)遠(yuǎn), 陳建明, 陳方里