基于CS5463的TSC型无功补偿控制器的研究

论文摘要

本文针对目前无功补偿控制器中存在的问题,在详细分析无功补偿的基本原理和控制方法的基础上,研究了一种基于CS5463的TSC型低压智能无功补偿控制器设计方案。该无功补偿控制器在硬件上采用三片CIRRUS LOGIC公司的CS5463芯片测量三相电网的各参数,选用C8051F020单片机为主控制单元,完成数据的简单处理、无功自动调节、电压检测与控制、数据存储与显示等功能,投切装置采用过零触发可控硅控制器,以抑制投切涌流,另外选用AT89C2051单片机辅助实现控制器检测温度以及控制风机的运行。此外,还设计了一些外围辅助硬件,包括采样调理电路、人机界面(按键、液晶等)、串行通讯、实时时钟、光电隔离、数据存储以及电压报警等;在软件上,采用了模块化的设计方法,由模块到整体构成了控制器稳健的软件体系。包括了更加人性化的人机接口软件,在两个CPU之间以及控制器与上位机之间,设计了更加稳定可靠的通信握手协议,在电网电压/无功功率复合控制策略的基础上,编写了简洁稳健的代码实现控制算法,还有一些其它的硬件驱动程序等。该方案设计的控制器具有手动和自动两种工作模式,最多能够控制16路电容器组,可以不用二次开发应用在低压电网三相共补、三相分补以及三相共补与分补相结合的电容器组等容量(共补和分补电容器可以不等)配置的无功补偿装置中。最后本文对控制器的实验情况和本设计方案做了总结,对以后的技术升级做了分析。该控制器集无功补偿、电网电压检测与控制、数据传输与存储等功能于一身,开发成本低、周期短,性能稳定可靠,基本能够满足目前低压无功补偿的需要。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 无功补偿发展趋势及国内外研究现状
• 1.3 课题研究的目的
• 1.4 本文的主要工作
• 2 无功补偿的相关理论
• 2.1 无功补偿的一般概念
• 2.2 TSC型无功补偿
• 2.3 无功补偿与谐波抑制
• 2.4 本系统所采用的相关理论与补偿方式
• 3 控制器的硬件设计
• 3.1 控制器设计原则
• 3.2 控制器整体结构设计
• 3.3 控制器具体硬件电路设计
• 3.4 硬件电路抗干扰设计
• 4 控制器的软件设计
• 4.1 silicon labs集成开发环境
• 4.2 控制器软件整体结构设计
• 4.3 控制器具体软件模块设计
• 5 控制策略与控制算法设计
• 5.1 常用控制策略与控制算法的介绍
• 5.2 本控制器控制策略与控制算法设计
• 6 实验结果及分析
• 6.1 实验装置介绍
• 6.2 实验结果
• 6.3 实验情况分析总结
• 7 总结与展望
• 7.1 本文总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献