专利名称：三相可控电抗器控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可控制三相或三个独立单相电抗器阻抗的控制装置，属控制技术领域。
背景技术：
目前，可控电抗器控制器从控制方式可分为模拟式和数字式，从控制策略可分为触发角式和标幺值式；模拟式电抗器控制器存在调整点多，受温度影响大，易受电磁场干扰，三相很难平衡等缺点。数字式电抗器控制器一般都是采用某一种控制策略控制某一种功率器件，不能同时具备按触发角非线性控制和按标幺值线性控制电抗器阻抗两种功能，其给定值的设定方式一般也只有一种，且一般不具有显示功能，不能直观地监控运行状态。现有可控电抗器控制器一般只能控制三相或一个单相可控电抗器，不能控制三相或三个独立单相可控电抗器，这些缺点给可控电抗器的应用带来极大不便。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种结构简单、性能稳定、控制精度高、抗干扰性强、可以用多种方式改变给定值，可选择多种控制策略的三相可控电抗器控制器。
本实用新型的问题是以下述技术方案实现的一种三相可控电抗器控制器，由同步信号输入电路、控制信号输入电路、单片机、执行电路组成，其中，同步信号输入电路由三个结构完全相同的同步单元电路组成，每个同步单元电路的输入接外部互感器的输出信号，输出接单片机的信号输入端；控制信号输入电路的输出接单片机的信号输入端；执行电路由六个结构完全相同的执行单元电路组成，每个执行单元电路的输入接单片机的输出，其输出接被控制电路；各部分电路的构成及连接关系是同步单元电路由电阻R1～R3、电容C1和运算放大器F1组成，其中，电阻R1、电容C1串联连接，电阻R1的另一端接外部互感器，电容C1的另一端接地；电阻R2、R3和运算放大器F1接成比例放大器，电阻R2一端接地，一端接运算放大器F1的同相输入端，电阻R3接于运算放大器F1的同相输入端和输出端之间，运算放大器F1的反相输入端接电阻R1、电容C1的串接点，其输出端接单片机的B口的一个输入端，三个同步单元电路分别接单片机的B口的RB0、RB1和RB2端；
控制信号输入电路由键盘JP组成，键盘JP的的输出端C0～C3分别接单片机的B口的RB4～RB7端；执行单元电路由三极管Q、二极管D1、D2、脉冲变压器T和晶闸管SCR组成，其中，三极管Q接成开关电路，其发射极接地，基极接输入信号，脉冲变压器T的原边线圈作为三极管Q的集电极负载，续流二极管D1并联连接于脉冲变压器T的原边线圈上，脉冲变压器T的副边线圈的输出信号经二极管D2整流后接于晶闸管SCR的控制极，晶闸管SCR的正、副极接被控制电路，六个执行单元电路的三极管Q的基极分别接单片机的C口的RC0～RC5端。
上述三相可控电抗器控制器，所述同步单元电路与单片机之间各增加一个隔离电路GL1，隔离电路GL1的输入端IN接运算放大器F1的输出端，其C端的输出信号接单片机的B口的一个输入端；所述执行单元电路与单片机之间各增加一个隔离电路GL2，隔离电路GL2的输入端IN接单片机的C口的一个输出端，其C端的输出信号接三极管Q的基极。
上述三相可控电抗器控制器，所述控制信号输入电路增加一个交流电压输入电路，所述交流电压输入电路由电压互感器PT、有效值取样电路YX1组成，电压互感器PT的输入端接交流电压控制信号，其输出端接于有效值取样电路YX1的VIN和BUFIN端之间，有效值取样电路YX1的BUFOUT端输出的控制信号接单片机的E口的RE0端。
上述三相可控电抗器控制器，所述控制信号输入电路增加一个交流电流输入电路，所述交流电流输入电路由电流互感器CT、有效值取样电路YX2组成，电流互感器CT的输入端接交流电流控制信号，其输出端接有效值取样电路YX2的VIN端，有效值取样电路YX2的BUFOUT端输出的控制信号接单片机的E口的RE1端。
上述三相可控电抗器控制器，所述控制信号输入电路增加一个直流电压输入电路，所述直流电压输入电路由电位器W、电阻R4和运算放大器F2组成，其中，电阻R4和运算放大器F2接成电压跟随器，电位器W两端接直流电压控制信号，其滑动端的输出信号接电压跟随器的输入端，电压跟随器的输出端输出的控制信号接单片机的E口的RE0端。
上述三相可控电抗器控制器，所述控制信号输入电路增加一个直流电流输入电路，所述直流电流输入电路由电阻R5～R7和运算放大器F3组成，其中，电阻R7和运算放大器F3接成电压跟随器，电阻R5一端接地一端接控制电流的输入，电阻R5的非接地端的输出信号经电阻R6接电压跟随器的输入端，电压跟随器的输出端接单片机的E口的RE1端。
上述三相可控电抗器控制器，所述控制信号输入电路增加一个上位机接口，所述上位机接口接单片机的C口的RC6～RC7端。
本实用新型通过上位机下传、键盘JP敲入、交直流电压输入、交直流电流输入等方式改变给定值，使可控电抗器阻抗能够根据选定的控制策略按触发角非线性受控变化或按标幺值线性受控变化。本实用新型结构简单、控制精度高、抗干扰性强、性能稳定而且控制、调试非常灵活、方便。
图1是本实用新型电原理框图；图2是本实用新型电原理图；图3是交流电压输入电路电原理图；图4是交流电流输入电路电原理图；图5是直流电压输入电路电原理图；图6是直流电流输入电路电原理图。
图2中，CPU采用单片机PIC16C74，隔离电路GL1、GL2采用光电开关；图3、图4中有效值取样电路YX1、YX2为AD536。
具体实施方式
本实用新型工作时，三相同步信号先经电阻R1、电容C1调理，再经电阻R2、R3和运算放大器F1组成的放大器整形，然后经隔离电路GL1隔离后送到单片机的B口的RB0、RB1和RB2端，作为移相电路的时基。给定值由键盘JP送入单片机，也可以由电流互感器PT、电压互感器CT、上位机输入信号、电位器W或电阻R5组成的输入单元送入；当需要触发角模式控制时，单片机程序进入触发角计算模块进行计算，此时改变给定值的大小触发角可以从0°～180°按步长0.1°增减；当需要标幺值模式控制时，单片机程序进入标幺值计算模块进行计算，此时改变标幺值的大小触发角非线性增减，使可控电抗器阻抗从0～1按步长0.01增减；相应的控制脉冲由单片机的C口的RC0～RC5端输出，经隔离电路GL2光耦隔离，三极管Q放大加到脉冲变压器T上，脉冲变压器T经二极管D2驱动晶闸管SCR，即可实现改变可控电抗器阻抗的目的。本实用新型可增加一个显示电路，显示电路接于单片机的接口PORTD，即可实现实时显示系统状态，使用更加方便灵活。
权利要求1.一种三相可控电抗器控制器，其特征是，它由同步信号输入电路、控制信号输入电路、单片机、执行电路组成，其中，同步信号输入电路由三个结构完全相同的同步单元电路组成，每个同步单元电路的输入接外部互感器的输出信号，输出接单片机的信号输入端；控制信号输入电路的输出接单片机的信号输入端；执行电路由六个结构完全相同的执行单元电路组成，每个执行单元电路的输入接单片机的输出，其输出接被控制电路；各部分电路的构成及连接关系是同步单元电路由电阻R1～R3、电容C1和运算放大器F1组成，其中，电阻R1、电容C1串联连接，电阻R1的另一端接外部互感器，电容C1的另一端接地；电阻R2、R3和运算放大器F1接成比例放大器，电阻R2一端接地，一端接运算放大器F1的同相输入端，电阻R3接于运算放大器F1的同相输入端和输出端之间，运算放大器F1的反相输入端接电阻R1、电容C1的串接点，其输出端接单片机的B口的一个输入端，三个同步单元电路分别接单片机的B口的RB0、RB1和RB2端；控制信号输入电路由键盘JP组成，键盘JP的的输出端C0～C3分别接单片机的B口的RB4～RB7端；执行单元电路由三极管Q、二极管D1、D2、脉冲变压器T和晶闸管SCR组成，其中，三极管Q接成开关电路，其发射极接地，基极接输入信号，脉冲变压器T的原边线圈作为三极管Q的集电极负载，续流二极管D1并联连接于脉冲变压器T的原边线圈上，脉冲变压器T的副边线圈的输出信号经二极管D2整流后接于晶闸管SCR的控制极，晶闸管SCR的正、副极接被控制电路，六个执行单元电路的三极管Q的基极分别接单片机的C口的RC0～RC5端。
2.根据权利要求1所述三相可控电抗器控制器，其特征是，所述同步单元电路与单片机之间各增加一个隔离电路GL1，隔离电路GL1的输入端IN接运算放大器F1的输出端，其C端的输出信号接单片机的B口的一个输入端；所述执行单元电路与单片机之间各增加一个隔离电路GL2，隔离电路GL2的输入端IN接单片机的C口的一个输出端，其C端的输出信号接三极管Q的基极。
3.根据权利要求1或2所述三相可控电抗器控制器，其特征是，所述控制信号输入电路增加一个交流电压输入电路，所述交流电压输入电路由电压互感器PT、有效值取样电路YX1组成，电压互感器PT的输入端接交流电压控制信号，其输出端接于有效值取样电路YX1的VIN和BUFIN端之间，有效值取样电路YX1的BUFOUT端输出的控制信号接单片机的E口的RE0端。
4.根据权利要求1或2所述三相可控电抗器控制器，其特征是，所述控制信号输入电路增加一个交流电流输入电路，所述交流电流输入电路由电流互感器CT、有效值取样电路YX2组成，电流互感器CT的输入端接交流电流控制信号，其输出端接有效值取样电路YX2的VIN端，有效值取样电路YX2的BUFOUT端输出的控制信号接单片机的E口的RE1端。
5.根据权利要求1或2所述三相可控电抗器控制器，其特征是，所述控制信号输入电路增加一个直流电压输入电路，所述直流电压输入电路由电位器W、电阻R4和运算放大器F2组成，其中，电阻R4和运算放大器F2接成电压跟随器，电位器W两端接直流电压控制信号，其滑动端的输出信号接电压跟随器的输入端，电压跟随器的输出端输出的控制信号接单片机的E口的RE0端。
6.根据权利要求1或2所述三相可控电抗器控制器，其特征是，所述控制信号输入电路增加一个直流电流输入电路，所述直流电流输入电路由电阻R5～R7和运算放大器F3组成，其中，电阻R7和运算放大器F3接成电压跟随器，电阻R5一端接地一端接控制电流的输入，电阻R5的非接地端的输出信号经电阻R6接电压跟随器的输入端，电压跟随器的输出端接单片机的E口的RE1端。
7.根据权利要求1或2所述三相可控电抗器控制器，其特征是，所述控制信号输入电路增加一个上位机接口，所述上位机接口接单片机的C口的RC6～RC7端。
专利摘要一种三相可控电抗器控制器，属控制技术领域，用于提供性能稳定、抗干扰性强、可以采用多种控制策略的电抗器控制器。其技术方案是它由同步信号输入电路、控制信号输入电路、单片机、执行电路组成。所述同步单元电路、执行单元电路与单片机之间各增加一个隔离电路，另外，本实用新型还可以在控制信号输入电路分别增加交直流电压、电流输入电路，并可与上位机接口进行通讯。本实用新型控制精度高、性能稳定，控制灵活、方便。可用于控制三相或三个独立的单相电抗器。
文档编号H02P13/00GK2865134SQ200520135628
公开日2007年1月31日 申请日期2005年12月31日 优先权日2005年12月31日
发明者赵志强, 穆桂霞, 张 雄, 赵双喜 申请人:保定天威集团有限公司