礦熱爐低壓無(wú)功補(bǔ)償控制器的研制.pdf

1、為了提高礦熱爐供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，本文研制了礦熱爐低壓無(wú)功補(bǔ)償控制器。它能實(shí)時(shí)在線采集電網(wǎng)電壓電流，計(jì)算出有功功率、無(wú)功功率、視在功率、電網(wǎng)頻率、功率因數(shù)等參數(shù)，通過(guò)復(fù)合開(kāi)關(guān)投切補(bǔ)償電容器組實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的補(bǔ)償。
　　 課題內(nèi)容主要包括無(wú)功功率補(bǔ)償相關(guān)理論分析、復(fù)合開(kāi)關(guān)控制研究、控制器硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)四部分。論文首先從理論上推導(dǎo)了各個(gè)電網(wǎng)電量參數(shù)的計(jì)算過(guò)程，分析了通過(guò)并聯(lián)電容器來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率補(bǔ)償基本原理，同時(shí)討論了無(wú)功補(bǔ)償三種方

2、式的優(yōu)缺點(diǎn)及無(wú)功補(bǔ)償?shù)目刂埔罁?jù)。之后通過(guò)比較機(jī)械式投切開(kāi)關(guān)、電力電子開(kāi)關(guān)和復(fù)合開(kāi)關(guān)的優(yōu)缺點(diǎn)，得出復(fù)合開(kāi)關(guān)是電容投切比較理想的開(kāi)關(guān)。
　　 硬件電路設(shè)計(jì)采用ATmega48作為核心處理芯片，設(shè)計(jì)了電源模塊電路、信號(hào)采樣調(diào)理電路、投切控制電路、節(jié)點(diǎn)溫度監(jiān)控電路以及通訊模塊電路等芯片外圍電路，充分利用ATmega48內(nèi)部集成的A/D、UART、定時(shí)計(jì)數(shù)器等嵌入式功能模塊。設(shè)計(jì)了基于CAN 工業(yè)通信總線和RS485總線，為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控與遠(yuǎn)程

3、監(jiān)測(cè)提供了方便，提高了控制器的適用性。
　　 在軟件設(shè)計(jì)方面，編寫(xiě)了基于ATmega48的下位機(jī)程序，主要包括用統(tǒng)計(jì)算法來(lái)獲得電量參數(shù)、智能化的投切控制程序設(shè)計(jì)及通信程序設(shè)計(jì)。電網(wǎng)參數(shù)采集程序主要是對(duì)電流電壓進(jìn)行AD 采集，并計(jì)算出功率因數(shù)等參數(shù)。投切控制程序?qū)崿F(xiàn)雙向可控硅和真空接觸器按照一定的投切順序完成補(bǔ)償電容器的投切。通信程序?qū)崿F(xiàn)將實(shí)時(shí)參數(shù)傳送至上位機(jī)，同時(shí)完成接收上位機(jī)的投切指令等功能。
　　 研制的控制器在實(shí)驗(yàn)