专利名称：无功补偿滤波控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种滤波控制器，具体是涉及一种无功补偿滤波控制器。
背景技术：
众所周知，电流电压信号的采样是控制器设计中的重要环节，传统的控
制器采用在功率因数角的检测上，在轻载时容易产生控制不稳定；常用的交 叉相乘和无功曲线拟合的方法计算延迟较大，对于快速动态应用不能满足实 时性要求。例如公开号为CN101340096A的中国专利文献公开了一种电力技 术领域的电力无功补偿控制器，其包括低压配电网无功补偿模块和主控模 块。低压配电网无功补偿模块包括'.电压检测模块、功率因数检测模块、单 片机，其中电压检测模块、功率因数检测模块分别测量电压、功率因数角， 单片机计算需无功补偿的容量。主控模块包括看门狗电路模块、键盘输入 模块、显示模块、电压电流A/D模块、串口通信电路模块、下层控制器串口 模块等，其中看门狗电路模块起到保护电路的作用；键盘输入模块和显示 电路模块实现人机通信；串口通信电路模块负责将单片机中需无功补偿的容
量数据信息传递至下层控制器串口模块；下层控制器串口模块控制补偿电容
器组。该技术方案中的电流电压信号的采样部分即存在着控制不稳定、延迟 大、不能满足实时性要求的技术问题。
发明内容
本实用新型的目的在于解决现有技术的无功补偿滤波控制器中的电流电压信号的采样部分存在的控制不稳定、延迟大、不能满足实时性要求的技术 问题，提供一种稳定、满足实时性应用的无功补偿滤波控制器。
为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的 一种无功补偿滤波控制器，包括 中央处理器模块；
输出模块，其用于接收经过所述中央处理器模块处理的信号并将该信号提 供给投切控制电路；
电压电流A/D才莫块； 所述电压电流A/D模块包括
至少一个电压互感器，其连接在电网的传输线上采集电压信号；
至少 一个电流互感器，其连接在电网的传输线上采集电流信号；
滤波电^各；
A/D转换电路；
每个所述电压互感器和每个所述电流互感器的输出端分别连接滤波电路的输 入端，所述滤波电路的输出端与所述A/D转换电路连接，所述A/D转换电路 的输出端与所述中央处理器模块连接；由所述中夹处理器模块对接受的信号 进行处理并以处理后的信号控制所述投切控制电路。
所述控制器还包括与所述中央处理器模块相连接的通信接口模块，其用 于将所述中央处理器模块输出的通讯信号进行电平转换以实现通讯。
所述控制器还包括与所述中央处理器模块相连接的输入模块，其用于人 才几通信。
所述电压互感器共有三个，多个所述电压互感器之间相互并联。 所述电流互感器共有三个，多个所述电流互感器之间相互并联。 本实用新型具有以下优点本实用新型的无功补偿滤波控制器的电流电 压信号的采样部分控制稳定、延迟小、能够满足实时性要求。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的
具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
图1 是本实用新型的无功补偿滤波控制器模块结构示意图； 图2是图1所示的无功补偿滤波控制器中的电流信号采集单元的电路 图3 是图1所示的无功补偿滤波控制器中的电压信号采集单元的电路 图4是图1所示的无功补偿滤波控制器中的滤波放大电路的电路图； 图5 是图1所示的无功补偿滤波控制器中的人机界面的电路图； 图6 是图1所示的无功补偿滤波控制器中的驱动输出电路的电路图； 图7 是图1所示的无功补偿滤波控制器中的通讯单元的电路图。
具体实施方式
图1至图7显示了一种具体的实施方式， 一种无功补偿滤波控制器，包 括中央处理器模块；输出模块，其用于接收经过所述中央处理器模块处理 的信号并将该信号提供给投切控制电路；电压电流A/D模块；所述电压电流 A/D模块包括相互并联的三个电压互感器，其连接在电网的传输线上采集 电压信号；相互并联的三个电流互感器，其连接在电网的传输线上采集电流 信号；滤波电路；A/D转换电路；每个所述电压互感器和每个所述电流互感 器的输出端分别连接滤波电路的输入端，所述滤波电路的输出端与所述A/D 转换电路连接，所述A/D转换电路的输出端与所述中央处理器模块连接；由 所述中央处理器才莫块对接受的信号进行处理并以处理后的信号控制所述投切 控制电路。所述控制器还包括与所述中央处理器模块相连接的通信接口模块， 其用于将所述中央处理器模块输出的通讯信号进行电平转换以实现通讯。所 述控制器还包括与所述中央处理器模块相连接的输入模块，其用于人机通信。如图1所示，本实用新型的无功补偿滤波控制器的核心DSP采用Tl公司 生产的TMS320LF2407，它将从电网采集的三相电压、电流数据进行快速傅立 叶变换计算并作谐被分析，从而得到电压、电流值，谐波量，功率因数等参 数。根据谐波量与无功量进行综合控制并优先参照谐波量的原则选择投入电 容器的组数，实现了对无功的动态补偿和滤波。
图2显示了电流信号采集单元，其包括T1,T2，T3电流变压器和滤波放大 电路。图3显示了电压信号采集单元，其包括T7,T8,T9电压变压器和滤波放 大电路。
图4显示的是电压电流信号经过互感器送至滤波放大电路，根据反馈电 阻R2和R3用来调节输出信号的大小，电容C2及可调电阻R1用来补偿互感 器的固有相移，电容C1和C5是用来去耦和滤波，两个反接的二极管D1,D2 用来保护运算放大器，IC2接成射极跟随的形式，起到阻抗匹配的作用，输出 端连接到DSP的A/D转换端口 ADCN00 ADCN05，数据采样保持后通过FFT 算法分离并计算出各次谐波的幅值和相位，由此求出谐波次数和谐波量，电 压和电流值，并计算出无功补偿的容量，根据谐波量与无功量进行综合控制 并优先参照谐波量的原则选择投入电容器的组数。
如图5所示，人机界面电路中将DSP的IOPF0-IOPF5六个端口设置为 一般I/0口输入方式，实现键盘输入功能。液晶显示器采用内藏T6963C控制 驱动器图形液晶显示模块。T6963C是大规模点阵式图形液晶显示控制器，通 过8位并行数据总线和一组控制总线进行指令和数据传递。采用间接控制方 式实现对液晶显示模块的控制，即DSP的IOPEO ~ IOPE7与T6963C的数据 线相连，10PB4-IOPB7分别与T6963C的写选通信号、读选通信号、片选信 号和通道选择信号相连，实现控制功能。与直接访问方式相比，间接方式减 轻了总线负担。
驱动输出电路，如图6所示，包括16组光藕，每组光藕的输入端分别连 接电源和DSP的输出驱动I/O端口 ，每组光耦的输出端通过一非门控制输出。如图7所示，通信单元包括有一侧分别与DSP的通讯端口 SCIRXDA和 SCITXDA相连的脉冲整形芯片IC25，脉冲整形集成块IC25另 一侧的脚9通 过电阻R49接电源，脚9、脚4、脚10分别对应连接集成块IC26、 IC27和IC28; 其中，集成块IC26的脚2通过电阻R53接电源，脚3分别连接集成块IC29C 和集成块IC29D，集成块IC29C的脚8通过发光二极管及电阻R52连接电源， 集成块IC29D的脚12连接IC30的脚9，集成块IC29D的脚13连接集成块IC31 的脚11集成块IC27的脚7通过电阻R57连接集成块IC58的脚5,集成块IC27 的脚6连接集成块IC58的脚4，集成块IC58的脚6分别连接集成块IC30的 脚11和集成块IC31的脚4;集成块IC28的脚7通过电阻R58后与其脚6 — 起连接集成块IC31的脚2和脚3;集成块IC30的脚11还通过集成块IC29A、 发光二极管以及电阻R52接电源，集成块IC30的脚13和脚8为通信接口与 外围通信设备相连;集成块IC31的脚7通过电阻R63与稳压管D4的并联^妄地， 脚6通过电阻R65接电源，通过稳压管D5接地，还通过电阻R64与脚7相 连。
显然，上述实施例仅4又是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式 的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做 出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。 而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的权利要求 书的保护范围之中。
权利要求1.一种无功补偿滤波控制器，包括中央处理器模块；输出模块，其用于接收经过所述中央处理器模块处理的信号并将该信号提供给投切控制电路；电压电流A/D模块；其特征在于，所述电压电流A/D模块包括至少一个电压互感器，其连接在电网的传输线上采集电压信号；至少一个电流互感器，其连接在电网的传输线上采集电流信号；滤波电路；A/D转换电路；每个所述电压互感器和每个所述电流互感器的输出端分别连接滤波电路的输入端，所述滤波电路的输出端与所述A/D转换电路连接，所述A/D转换电路的输出端与所述中央处理器模块连接；由所述中央处理器模块对接受的信号进行处理并以处理后的信号控制所述投切控制电路。
2. 根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，还包括与所述中央处理器模 块相连接的通信接口模块，其用于将所述中央处理器模块输出的通讯信号 进行电平转换以实现通讯。
3. 根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，还包括与所述中央处理器模 块相连接的输入模块，其用于人机通信。
4. 根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述电压互感器共有三个， 多个所述电压互感器之间相互并耳关。
5. 根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述电流互感器共有三个， 多个所述电流互感器之间相互并联。
专利摘要一种无功补偿滤波控制器，包括中央处理器模块；输出模块；电压电流A/D模块；所述电压电流A/D模块包括至少一个电压互感器，其连接在电网的传输线上采集电压信号；至少一个电流互感器，其连接在电网的传输线上采集电流信号；滤波电路；A/D转换电路；每个所述电压互感器和每个所述电流互感器的输出端分别连接滤波电路的输入端，所述滤波电路的输出端与所述A/D转换电路连接，所述A/D转换电路的输出端与所述中央处理器模块连接；由所述中央处理器模块对接受的信号进行处理并以处理后的信号控制所述投切控制电路。本实用新型的无功补偿滤波控制器的电流电压信号的采样部分控制稳定、延迟小、能够满足实时性要求。
文档编号H02J3/01GK201378741SQ20092015148
公开日2010年1月6日 申请日期2009年4月24日 优先权日2009年4月24日
发明者王占武 申请人:王占武