本实用新型涉及的是一种电动机动态无功补偿控制器。
背景技术：
电动机是感性负载，在运行中除了消耗有功功率外，还要从电网吸收无功功率。在电网中，异步电动机是无功功率消耗的大户，约占总消耗量的60%～70%。不少电动机负载率很低，经常处于轻载或空载运行，功率因数普遍不高。负载率越低，功率因数越低，无功功率越高，线路的损耗越高。因此，对电动机进行无功补偿来提高功率因数非常重要。
电动机的无功补偿装置多采用模数转换 A/D+单片机主控单元MCU 的方式。它们主要工作原理是通过 A/D 采样电流、电压参数，传递给单片机以计算无功电流、无功功率各种电参数，最终根据计算出来的无功功率或功率因数，分组投切电力电容器。但是无论以电磁型交流接触器或者晶闸管作为投切开关，都存在不足:1)补偿是有级的、定时的，因而补偿精度差、跟随性不强，不能适应负荷变化快的场合;2)不能做到无涌流投入电容器，对于接触器加电抗器方案，增加损耗较大，对于容性接触器方案，事故率较大，对金属化电容器的使用寿命影响很大;3)运行噪声较大;4)由于控制部分的负载是接触器的线圈，在投切过程中，造成火花干扰，影响补偿装置的可靠性和使用寿命。
技术实现要素：
为了克服上述缺陷，本实用新型提出了一种电动机动态无功补偿控制器，以提高电动机运行的功率因数，达到无功补偿的目的。
该电动机动态无功补偿器，包括，固定电容器、晶闸管相控电抗器TCR、同步脉冲触发电路、单片机控制单元、ATT7022计算单元、电流信号采集电路、电压信号采集电路和电源单元，其中，电流信号采集电路和电压信号采集电路采集的电流和电压信息输入至ATT7022计算单元，单片机控制单元控制同步脉冲触发电路和ATT7022计算单元，同步脉冲触发电路控制晶闸管相控电抗器TCR的触发，电源单元为所述同步脉冲触发电路和单片机控制单元供电，固定电容器和晶闸管相控电抗器TCR分别接入电网用于无功补偿。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1为根据本实用新型的基于TCR的电动机动态无功补偿控制器框图。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图详细描述本实用新型提供的实施例。
如图1所示为一种电动机动态无功补偿控制器框图，其中包括：固定电容器、TCR（晶闸管相控电抗器）、同步脉冲触发电路、单片机控制单元、ATT7022计算单元、电流信号采集电路和电压信号采集电路、电源单元。
单片机控制单元选用瑞萨公司的R8C/Tiny系列R8C/25单片机作为系统主控芯片。R8C/25单片机采用16位CPU内核，内置Flash存储器，抗干扰能力强，既有高功能指令又有高效率指令，并且具有1M字节的地址空间和高速执行指令的能力。单片机监控ATT7022的工作状态，从ATT7022寄存器中读取各相的电压、电流、有功、无功和视在功率的有效值，输出到数码管显示，同时点亮对应的LED指示灯。R8C/25单片机通过SPI总线接口与ATT7022通信，完成控制命令的写入和寄存器结果的输出。
电压信号采集电路采用TV1013系列微型精密交流电压互感器测量电网电压，额定电流2mA/2mA，输入交流电压≤1000V，输出交流电压≤0.5V。互感器次级电路不允许开路使用，需要并联采样电阻。
ATT7022计算单元是一种三相高精度多功能电能计量芯片。内部集成了6路2阶Σ－Δ转换器，能够同时对6路模拟量进行采样，分成电流和电压两类通道。电流通道包含3组全差分电压输入组:IAP和IAN、IBP和IBN、ICP和ICN。这些全差分电流通道输入端的最高信号变化为±500mV，最大共模信号为±25mV，电压通道有3路单端电压输入通道:VAP、VBP和VCP。这些单端电压输入端的电压变化范围为±500mV，最大共模信号为±25mV。ATT7022首先通过6通道16位的A/D模数转换电路对输入电流和电压信号进行采样，转换后的数字量再经过数字信号处理以完成全部三相电能参数的运算，同时将结果保存在相应的寄存器中，并通过SPI与单片机进行数据交换。
同步脉冲触发单元中，晶闸管的门极驱动电路为触发电路，作用是产生符合要求的门极触发脉冲，以保证晶闸管在需要时由阻断转变为导通。由于晶闸管的触发需要一定强度的触发脉冲，需要放大单片机I/O口发出的触发脉冲串，即经过脉冲变压器使脉冲信号得到加强，再经平波二极管输入给晶闸管门极，开通晶闸管。
在电源单元中，由于控制装置中有单片机、脉冲变压器等不同的器件，所以设计 3 路电源，从 220 V 交流电中取电，通过 1 个变压器得到 2 路 8V 和 1 路 18 V 交流电，经过整流、稳压和滤波得到2 路5 V 和1 路18 V的直流电，其中 2 路 5 V 分别作为单片机及外围设备的模拟电源和数字电源，另 1 路作为脉冲变压器的工作电源。
本实用新型采用TCR+固定电容器的无功补偿装置对电动机进行补偿，减小了由电源获得的无功功率，提高了电机的功率因数。