一种基于DSP的三相电源供电管理系统的制作方法

本发明涉及一种无功补偿系统，具体是一种稳定性好、精度高的低压无功补偿系统。

背景技术：

低压无功补偿是工业生产中一项重要的电能补偿措施，目前低压无功补偿装置多采用MCU作为主处理器，通过A/D采样电网的电压、电流参数，实时计算电网的无功功率、无功电流或功率因数，根据相应的控制策略来控制电容器组的投切，实现对电网的无功补偿。这类控制器由于A/D采样精度不高，计算量较大，对CPU计算性能要求高，软硬件设计复杂且难度大，无功补偿精度低，系统响应时间比较长等缺点，已经很难满足现在的工业生产需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供稳定性好、精度高的低压无功补偿系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于DSP的三相电源供电管理系统，包括DSP处理器、采样电路、三相电能计量电路、电源模块和驱动电路；所述DSP处理器分别连接电源模块、三相电能计量模块、过零触发模块、驱动电路和接口电路，所述三相电能计量电路还分别连接晶振电流采样电路和电压采样电路，所述电源模块还分别连接驱动电路、电流采样电路和电压采样电路，所述过零触发模块还连接切换开关；

作为本发明的优选方案：所述电压采样电路包括变压器T1、电位器RP1和电位器RP2，电位器RP1的固定端连接电位器RP1的滑动端和电阻R1，电阻R1的另一端连接输入电压Ua+，电位器RP1的另一个固定端连接变压器T1的初级端，变压器T1的初级端的另一端连接电位器RP2的固定端，电位器RP2的另一个固定端连接电位器RP2的滑动端和电阻R2，电阻R2的另一端连接输入电压Ua-，变压器T1的次级端连接电阻R3和电阻R4，电阻R3的另一端连接电阻R5和变压器T1的次级端的另一端，电阻R4的另一端连接电阻R6和电容C1，电阻R5的另一端连接电阻R7和电容C2，电容C1的另一端连接电容C2的另一端并接地，电阻R6的另一端连接电阻R7的另一端和输出OUT1。

作为本发明的优选方案：所述电流采样电路包括变压器T2、电容C3和电容C4，变压器T2的初级端连接输入电流Ia+，变压器T2的初级端的另一端连接输入电流Ia-，变压器T2的次级端连接电阻R8，变压器T2的初级端的另一端连接电阻R10，电阻R8的另一端连接电阻R9和电容C3，电阻R10的另一端连接电阻R11和电容C4，电容C3的另一端连接电容C4的另一端并接地，电阻R9的另一端连接电阻R11的另一端和输出OUT2，三相电源A、B、C三相的采集电路为相同结构。

作为本发明的优选方案：所述三相电能计量电路的主核心部件是ATT7022B型集成电路芯片。

作为本发明的优选方案：所述接口电路包括键盘接口、LCD显示屏接口和通信模块接口。

作为本发明的优选方案：所述DSP处理器选用MSP320系列DSP。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：系统选用ATT7022A电能计量芯片搭配MSP320系列DSP的设计方案，可以完成对电网运行参数及时精确地测量，实现自动无功补偿，同时减少了主控制器的运算量，加快了系统响应速度，降低了对DSP处理器的要求，增加了系统的集成度，节约了制作成本，并且使无功补偿系统更加稳定可靠。

附图说明

图1为基于DSP的三相电源供电管理系统的结构框图；

图2为电压采样电路的电路图；

图3为电流采样电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1~3，本发明实施例中，一种基于DSP的三相电源供电管理系统，包括DSP处理器、采样电路、三相电能计量电路、电源模块和驱动电路；所述DSP处理器分别连接电源模块、三相电能计量模块、过零触发模块、驱动电路和接口电路，所述三相电能计量电路还分别连接晶振电流采样电路和电压采样电路，所述电源模块还分别连接驱动电路、电流采样电路和电压采样电路，所述过零触发模块还连接切换开关；

电压采样电路包括变压器T1、电位器RP1和电位器RP2，电位器RP1的固定端连接电位器RP1的滑动端和电阻R1，电阻R1的另一端连接输入电压Ua+，电位器RP1的另一个固定端连接变压器T1的初级端，变压器T1的初级端的另一端连接电位器RP2的固定端，电位器RP2的另一个固定端连接电位器RP2的滑动端和电阻R2，电阻R2的另一端连接输入电压Ua-，变压器T1的次级端连接电阻R3和电阻R4，电阻R3的另一端连接电阻R5和变压器T1的次级端的另一端，电阻R4的另一端连接电阻R6和电容C1，电阻R5的另一端连接电阻R7和电容C2，电容C1的另一端连接电容C2的另一端并接地，电阻R6的另一端连接电阻R7的另一端和输出OUT1。

电流采样电路包括变压器T2、电容C3和电容C4，变压器T2的初级端连接输入电流Ia+，变压器T2的初级端的另一端连接输入电流Ia-，变压器T2的次级端连接电阻R8，变压器T2的初级端的另一端连接电阻R10，电阻R8的另一端连接电阻R9和电容C3，电阻R10的另一端连接电阻R11和电容C4，电容C3的另一端连接电容C4的另一端并接地，电阻R9的另一端连接电阻R11的另一端和输出OUT2，三相电源A、B、C三相的采集电路为相同结构。

三相电能计量电路的主核心部件是ATT7022B型集成电路芯片。

接口电路包括键盘接口、LCD显示屏接口和通信模块接口。DSP处理器选用MSP320系列DSP。

本发明的工作原理是：电压采样电路和电流采样电路分别连接电网，将采集到的电压和电流信号输送给三相电能计量芯片ATT7022B，三相电能计量芯片ATT7022B主要是将从电压、电流采样电路送来的数据进行数字高通滤波和移项滤波或相位校正进行计算，得到需要的参数量，包括电压与电流有效值、功率、频率、相位角等参数，并通过SPI口将参数传给DSP处理器ATmega8515，DSP处理器ATmega8515通过对芯片ATT7022的测量结果分析、判断，决定是否进行无功补偿，即电容器的投切，系统直接采取以无功功率为主要的判断依据，根据三相电源每相所缺的无功容量来确定该相投入电容数量，根据电网富余无功来切除电容，系统通过切换开关来改变投入电容数量，并具有当出现电压过压、欠压、缺相或谐波越限等情况，电容切除的功能。同时选择无触点过零投切、三相共补和单相分补来提高系统补偿的可靠性和精度。在运行中既能保证线路系统稳定，无振荡现象出现，又能兼顾补偿效果，将补偿装置的效果发挥到最佳。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。