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基于ARM处理器的无功补偿控制器设计

2020-12-06阅读(714)

基于ARM处理器的无功补偿控制器设计

论文摘要

随着国民经济的快速增长,国家对于电能的需求不断增加,各种用电设备所需要的无功功率也会随着不断增加。无功功率在电网中的分布越来越复杂,会对电能造成极大的浪费。基于此,电力系统的无功功率补偿作为电力系统与自动化领域的一个很重要的研究课题,就具有特别重要的意义。本文从介绍无功补偿的现实意义出发,分析了无功补偿的必要性,简单介绍国内外无功补偿技术的研究现状,探讨无功补偿的几种方式以及无功补偿的基本原理,具体阐述基于ARM的低压电网无功补偿控制系统硬件及软件设计。在硬件设计方面,使用AD公司的电能计量芯片ADE7758采集电网参量,再结合处理速度快、具有流水线结构的ARM7系列处理器LPC2134,整个系统实现了电量采集、数据存储、故障报警、自动投切电容等功能。同时使用LCD菜单显示,具有良好的人机界面,方便电网参数的查询及相关参数的设置。另外,本系统还具有U盘抄表功能。对于保存在存储器的数据,使用U盘抄表,经过后台软件处理并判读,更进一步增加了系统的可靠性。在软件设计方面,基于ARM开发平台ADS1.2,使用模块化设计方法,把不同功能的芯片的驱动函数放在不同的文件中,有利于软件修改及调试。本文所介绍的无功补偿控制系统在现场得到实际应用,应用表明,本控制器能够正确采集并显示电网参数,并且根据电网参数自动投切电容器,功能符合设计要求。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 无功补偿问题的提出及研究意义
  • 1.2 国内外无功补偿技术发展现状与研究趋势
  • 1.2.1 早期无功补偿技术
  • 1.2.2 现代无功补偿技术
  • 1.2.3 国内外无功补偿研究现状
  • 1.3 本人所做的主要工作
  • 第二章 无功补偿的理论介绍
  • 2.1 无功补偿理论及相关概念
  • 2.1.1 正弦电路的无功功率理论
  • 2.1.2 功率因数
  • 2.1.3 提高功率因数的意义
  • 2.2 无功补偿的作用
  • 2.3 无功补偿的基本原理
  • 第三章 并联电容器组与无功功率补偿
  • 3.1 并联电容器无功补偿的意义
  • 3.2 并联电容器补偿方式
  • 3.3 并联电容器投切方式
  • 3.4 并联电容器接线方式
  • 3.5 并联电容器组无功补偿的原理
  • 3.6 并联电容器投切注意事项
  • 3.7 本系统采用的无功补偿方式
  • 第四章 系统硬件设计
  • 4.1 智能低压无功补偿控制器的设计要求
  • 4.1.1 控制器技术指标
  • 4.1.2 无功补偿控制器的基本功能
  • 4.1.3 系统主框图
  • 4.2 处理器介绍
  • 4.2.1 LPC2134的特性介绍
  • 4.2.2 处理器引脚配置
  • 4.3 电源设计
  • 4.4 系统时钟设计
  • 4.5 电网参数采集系统设计
  • 4.5.1 ADE7758的测量原理与内部框图
  • 4.5.2 ADE7758与系统连接图
  • 4.6 数据存储模块设计
  • 4.7 显示输出模块设计
  • 4.8 通信模块设计
  • 4.9 USB抄表模块
  • 4.10 系统掉电保护模块设计
  • 第五章 系统的软件设计
  • 5.1 ADS1.2开发环境说明
  • 5.1.1 ADS1.2集成开发环境组成
  • 5.1.1.1 CodeWarrior IDE简介
  • 5.1.1.2 AXD调试器简介
  • 5.2 系统软件总体结构
  • 5.3 ARM处理器的启动程序
  • 5.4 电网参数采集程序设计
  • 5.4.1 ADE7758的初始化
  • 5.4.2 ADE7758数据采集的程序流程
  • 5.4.3 ADE7758校准程序设计
  • 5.4.4 电网故障判断程序
  • 5.5 数据处理及保存程序设计
  • 5.6 显示程序设计
  • 5.7 键盘扫描程序设计
  • 5.8 电容投切算法实现程序设计
  • 5.9 通信规约的实现
  • 5.10 U盘抄表程序设计
  • 5.11 系统掉电保护程序设计
  • 第六章 控制器的抗干扰措施
  • 6.1 硬件抗干扰设计
  • 6.2 软件抗干扰措施
  • 第七章 研究成果及展望
  • 参考文献
  • 作者硕士期间发表的论文
  • 致谢
  • 附录Ⅰ 开关电源原理图
  • 附录Ⅱ 数据存储结构表
  • PARAM的定义'>附录Ⅲ 联合体CMDPARAM的定义

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