专利名称：滤波控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力电网谐波治理技术相关领域，更具体的说，本实用新型涉及 一种根据有功功率进行投切的智能化滤波控制器。
背景技术：
随着科学技术的不断发展，特别是电力应用技术的发展给生产生活带来了极大的 方便，但大量的非线性负载的应用，比如中频炉、可逆轧机、变频整流、单晶炉等，使电网 母线上产生大量谐波，严重污染电网，造成电力设备损坏、计量误差、保护装置误动或拒动、 电动机异常发热、电脑异常工作或复位等等。目前，国内普遍采用的无源谐波治理控制器是循环投切工作方式，即控制器检测 到电网电压及电流的过零时间差计算得到功率因素值与设定值的差值，控制投切装置投入 或切除电容器组。目前小功率中频炉的功率因数都做得很高，功率因数几乎是0. 9^0. 99， 但是谐波含量很大，如果按功率因素或无功功率来投切，会出现投切振荡，无法实现谐波治理。公告日为2008年2月6日，公告号为CN201018282Y的中国专利公开了一种自动 投切滤波装置，包括自动投切及保护装置和滤波回路，其中滤波回路由三角形连接支路组 成，三角形内每条支路按照下述方法连接，电抗器和电容器串接，两组上述串接的电路并联 并且和显示灯并联，该并联支路与晶闸管和快速熔断器串接组成；三条支路的输入端分别 与A、B、C三相400V母线相连接，与A、B连接的支路还通过开关与自动投切控制器相连接。 该专利所述的自动投切控制器为一集成芯片，投切方式是电压过零投入和电流过零切除， 该投切方式无法治理高功率因素电力设备对电网的污染，而且功能单一，人机互动性差，智 能化程度低。
发明内容本实用新型主要解决现有滤波控制无法治理高功率因素电力设备对电网的污染， 功能单一，人机互动性差，智能化程度低的技术问题；提供一种根据有功功率进行投切的智 能化滤波控制器。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种滤波控制器，包括微型计 算机、数据采集模块、数据处理模块和电源模块，微型计算机I/O 口线上连接有数据处理模 块、按键输入模块、时钟电路、电能计量模块、液晶显示模块、通讯接口和控制输出模块，数 据采集模块的输出端连接到数据处理模块的输入端，电源模块为各模块提供工作电压。数 据采集模块对电力设备的电参数进行采集，采集到的电参数经数据处理模块处理后传送给 微型计算机，滤波控制器的设置参数通过按键输入模块传送到微型计算机，时钟电路为微 型计算机提供固定频率的时钟脉冲，电能计量模块通过电能脉冲计量无功电能和有功电 能，液晶显示模块能将测量的电参数及控制投切信息显示出来，通讯接口实现远距离传递 信息及控制功能，控制输出模块输出开关量对电容器进行投切控制。[0007]作为优选，所述数据采集模块包括电压取样单元、电流取样单元、放大电路及隔离 单元，电压取样单元通过隔离单元连接到放大电路，电流取样单元与放大电路相连。电压取 样单元通过取样电阻进行取样，电网与滤波控制器需要通过隔离单元隔离开来，减小传导 干扰，保证滤波控制器的安全，电流取样单元通过电流感应器进行采样，采集的电压及电流 信号均需要经过放大电路对信号的幅值进行调整。作为优选，所述电压取样单元接在电网母线上负载端。电压取样单元接在电网母 线上负载端，以保证对电力设备的工作电压采样的准确性。作为优选，所述电流取样单元接在电网母线上负载端。电流取样单元接在电网母 线上负载端，以保证对电力设备的工作电流采样的准确性。作为优选，所述数据处理模块由A/D转换器组成。数据采集模块输出的电压及电 流信号为模拟信号，经A/D转换器转换为数字信号后传送给微型计算机。作为优选，所述微型计算机采用STM32103VB集成电路。STM32103VB使用高性能的 32位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器，具有丰富的I/O端口和连接到两条 APB总线的外设，包含2个12位的ADC、3个通用16位定时器和一个PWM定时器，工作温度 范围为_40°C至105°C，供电电压为2. OV至3. 6V。本实用新型的有益效果通过对电力设备的工作电压及电流采样，微型计算机计 算出电力设备的有功功率，根据设定的有功功率及投入门限，微型计算机向控制输出模块 发出控制信号，控制输出模块根据控制信号输出开关量对电容器进行投切控制，能有效解 决根据功率因素或无功功率进行投切而引起的投切振荡，人机互动，智能化控制。
图1为本实用新型的一种电路原理框图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述。实施例本实施例的滤波控制器如图1所示，包括微型计算机、数据采集模块、数 据处理模块和电源模块，微型计算机I/O 口线上连接有数据处理模块、按键输入模块、时钟 电路、电能计量模块、液晶显示模块、通讯接口和控制输出模块，数据采集模块的输出端连 接到数据处理模块的输入端，电源模块为各模块提供工作电压。其中数据采集模块接在电 网母线上，对其电参数进行采样；数据处理模块的输入端与数据采集模块相连，数据处理模 块的输出端与微型计算机STM32103VB相连，数据处理模块由A/D转换器组成，数据处理模 块将数据采集模块传送来的模拟信号转化为数字信号；滤波控制器中需要设置的各项参数 通过按键输入模块进行设置；时钟电路为微型计算机提供固定频率的时钟脉冲；电能计量 模块通过电能脉冲计量无功电能和有功电能；液晶显示模块能将测量的电参数及控制投切 信息显示出来；通讯接口实现远距离传递信息及控制功能；控制输出模块输出开关量对电 容器进行投切控制。本实施例中，数据采集模块包括电压取样单元、电流取样单元、放大电路及隔离单 元，电压取样单元和电流取样单元接在电网母线上负载端，以保证对电力设备的工作电压及电流采样的准确性；电压取样单元通过取样电阻进行取样，电网与滤波控制器需要 通过隔离单元隔离开来，减小传导干扰，保证滤波控制器的安全，电流取样单元通过电流感 应器进行采样，采集的电压及电流信号均需要经过放大电路对信号的幅值进行调整，使信 号的幅值在A/D转换器的工作范围内，A/D转换器将电压及电流的模拟信号转换为数字信 号供微型计算机STM32103VB读取。本实施例中，微型计算机STM32103VB根据读取到的电压及电流信号，以及通过按 键输入模块设置的负载有功功率和投入门限，通过内部运算，将各参数通过液晶显示模块 显示出来，将得到的控制信号传送给控制输出模块，控制输出模块根据控制信号输出开关 量对电容器进行投切控制。本实施例中，通过对负载端的电压及电流进行取样，根据设定的负载有功功率和 投入门限，由微型计算机系统控制投切电容器进行投切，实现人机互动，智能化控制，其实 现过程如下滤波控制器启动后，根据中频炉的功率分段，通过按键输入模块设置有功功率 Pl>12，投入门限需要根据实际情况设定；数据采集模块对负载端的电压及电流进行取样， 并经过信号调整后，由数据处理模块中的A/D转换器将模拟信号转换成数字信号，送入微 型计算机STM32103VB中，微型计算机STM32103VB根据读取到的电压及电流信号，计算其有 功功率，再根据设定的有功功率和投入门限，向控制输出模块发出控制信号，同时通过液晶 显示模块将各参数显示出来；控制输出模块根据控制信号输出开关量对电容器进行投切控 制。上面结合附图对本实用新型的优选实施例作了描述，但是本实用新型并不局限于 上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，而不是限制性的，本技术领域 的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权力要求所保护的范 围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。本实施例中未 明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
权利要求一种滤波控制器，其特征在于，包括微型计算机、数据采集模块、数据处理模块和电源模块，微型计算机I/O口线上连接有数据处理模块、按键输入模块、时钟电路、电能计量模块、液晶显示模块、通讯接口和控制输出模块，数据采集模块的输出端连接到数据处理模块的输入端，电源模块为各模块提供工作电压。
2.根据权利要求1所述的滤波控制器，其特征在于，所述数据采集模块包括电压取样 单元、电流取样单元、放大电路及隔离单元，电压取样单元通过隔离单元连接到放大电路， 电流取样单元与放大电路相连。
3.根据权利要求2所述的滤波控制器，其特征在于，所述电压取样单元接在电网母线 上负载端。
4.根据权利要求2所述的滤波控制器，其特征在于，所述电流取样单元接在电网母线 上负载端。
5.根据权利要求1所述的滤波控制器，其特征在于，所述数据处理模块由A/D转换器组成。
6.根据权利要求1所述的滤波控制器，其特征在于，所述微型计算机采用STM32103VB 集成电路。
专利摘要本实用新型公开了一种滤波控制器，旨在克服现有滤波控制无法治理高功率因素电力设备对电网的污染，功能单一，人机互动性差，智能化程度低的技术问题，其技术方案的要点是一种滤波控制器，包括微型计算机、数据采集模块、数据处理模块和电源模块，微型计算机I/O口线上连接有数据处理模块、按键输入模块、时钟电路、电能计量模块、液晶显示模块、通讯接口和控制输出模块，数据采集模块的输出端连接到数据处理模块的输入端。通过对电力设备的工作电压及电流采样，计算其有功功率，再根据设定的有功功率及投入门限，对投切电容器进行投切控制，有效解决根据功率因素或无功功率进行投切而引起的投切振荡，实现人机互动，智能化控制。
文档编号H02J3/01GK201708549SQ20102022554
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者陈锡忠 申请人:宁波中睿电气有限公司