【正文】 下面分別介紹系統(tǒng)的歡迎界面，在閃爍兩次后，進(jìn)入到系統(tǒng)測量顯示程序中，通過改變電感值，分別設(shè)計在歡迎界面，5mH,7mH,9mH,11mH,13mH,15mH 的仿真界面。這樣系統(tǒng)是跟實際情況相類似的，不過在仿真中沒有現(xiàn)實中的霍爾傳感器，所以系統(tǒng)中用一個變壓器來側(cè)系統(tǒng)的電壓來換算得到系統(tǒng)的電壓電流的相位，所以串聯(lián)到系 第 29 頁 共 65 頁 統(tǒng)中的變壓器的后級會對系統(tǒng)有一定的影響，但是由于本系統(tǒng)采用的是循環(huán)掃描8組電容的方法，挑選一組最恰當(dāng)?shù)碾娙萃肚械较到y(tǒng)中，不會影響系統(tǒng)的功率因數(shù)校正。在本章節(jié)，本文將通過 PROTEUS 建模仿真。定時器初值計算方法為：由于選用的 16位定時法。具體如圖 15 所示。本節(jié)將分別對系統(tǒng)主程序設(shè)計和中斷程序設(shè)計作詳細(xì)的設(shè)計說明。 C 語言介紹 C 語言在發(fā)展初就是為了方便人們使用的，所以，在開始就讓它結(jié)構(gòu)化。系統(tǒng)電源電路如圖 14 所示。負(fù)載電壓能達(dá)到 24380VAC，完全滿足設(shè)計的要求。 在本次設(shè)計中，核心部分就是無功補(bǔ)償?shù)碾娙萜魍肚须娐返脑O(shè)計，并且核心控制程序也是關(guān)于無功補(bǔ)償?shù)某绦?設(shè)計。圖中單片機(jī)的 P0 口作為液晶顯示的數(shù)據(jù)端口。為了方便起振，起振電容選用 22pF。 1602LCD 的意義是指它能顯示的東西是 16x2,也就是說它可以讓需要顯示的東西變?yōu)閮尚?，而在每一行中都有十六個用來顯示數(shù)據(jù)的模塊來顯 示內(nèi)容。下面我們對它們的特性進(jìn)行闡述。所以，在實際中，如果用單片機(jī)代替電子電路控制的話，那樣就會智能多了；用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣化的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 ● P3 口： P3 口的基本物理性質(zhì)跟 P1 和 P2 差不多。 如圖 8所示是常用的一種單片機(jī)，型號為 STC89C52。 單片機(jī)的介紹 單片機(jī)是單片機(jī)微型計算機(jī)的簡稱，因為它在控制領(lǐng)域的靈活和便利，所以又叫微控制器。經(jīng)過前面分析，電壓電流通過互感器得到的變比分別為 k1=60,電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號的變比 k2=100,而通過圖 6變換的來的電壓信號是峰值 mU ，這里給定的是有效值 U。 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路如圖 7所示，為了充分的利用控制器 I\O 端口資源，本社就選用通用串 第 13 頁 共 65 頁 行 ADC0832 作為本設(shè)計的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，圖中的兩個 ADC 分別是測量電壓和電流的信號，具體控制信號詳見途中的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號。如圖 4所示。在改系統(tǒng)中主要由單片機(jī)電路，顯示電路，兩個 第 10 頁 共 65 頁 過零比較電路構(gòu)成。 功率因數(shù)測量電路 功率因數(shù)測量原理 本設(shè)計中采用 51 單片機(jī)的 INT0 和 INT1 接收的信號的時間差來測量功率因數(shù)，下面介紹功率因數(shù)測量的原理。 綜合以上方案的優(yōu)缺點，聯(lián)系本課題研究的對象，基于 51 單片機(jī)的無功補(bǔ)償裝置設(shè)計，結(jié)合 實際情況，選擇方案一為無功功率補(bǔ)償方案。在運行中，如果我們要實現(xiàn)對電網(wǎng)的無功功率補(bǔ)償，我們可以調(diào)節(jié)電容器的功率，方法有很多種，常見的是可以將電容器組合成幾組，分成不同的大小組，然后可以根據(jù)負(fù)荷和電路中的變化，按需求分組切除或者投入各組，那樣，通過繼電器投切電容器就可以實現(xiàn)補(bǔ)償功率的調(diào)節(jié)了。該芯片將 AD 轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號處理功能集成到單個芯片內(nèi)，能能夠完成有功電能，視在電能等菜蔬的準(zhǔn)確測量，依據(jù)有功電能和視在電能，就可以有微控制器計算出功率因數(shù) SP/cos ?? 。對于 50Hz 的工頻來說就是 5ms。所以，考核運行效益的 第 5 頁 共 65 頁 其中一個重要指標(biāo)就是功率因素，那么，無功 補(bǔ)償?shù)挠媱澓瓦M(jìn)行在當(dāng)前情況下是一定要進(jìn)行的 系統(tǒng)方案選擇 基于任務(wù)需求，無功功率補(bǔ)償裝置檢測中的各種電路有很多方案，下面將分析各方案優(yōu)缺點。在同一個電路里面，電容和電感中的電流矢量的方向是完全相反的，基本是一個向東一個向西。 第三部分，完成整個系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計。本系統(tǒng)的硬件設(shè)計內(nèi)容包括：功率因數(shù)檢測電路，電容自動投切電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，控制電路單元和人機(jī)交互單元的設(shè) 計六個部分。而同步調(diào)相機(jī)的原理可以認(rèn)為是產(chǎn)生無功功率的同步電動機(jī)。并且電網(wǎng)的無功功率補(bǔ)償問題也逐漸吸引了廣泛的關(guān)注 ,特別是我國的電力行業(yè)，這是由于電力技術(shù)和各種電力電子裝置的快速發(fā)展，并且它們在電力系統(tǒng)、生產(chǎn)業(yè)、服務(wù)業(yè)及家庭中的運用越來越普遍，因為這些技術(shù)和裝置讓這些過程越來越簡單。 附錄 1:原理圖 ........................................... 錯誤 !未定義書簽。系統(tǒng)對電網(wǎng)電壓和電流進(jìn)行采樣、計算，從而獲得 COS∮和有功功率。 在 電力系統(tǒng)本身來說 ,如果需要保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和它的經(jīng)濟(jì)性，那么保證無功補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)定就是一定的，在正常的來說，當(dāng)運行正常的時候，如果它的無功功率不能被其他的裝置維持 的話，那么電網(wǎng)中就需要提供大量的無功功率，這就會引起電壓的降低或者線損的增加，所以，不管是需要維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定還是我們想要的低成本，在電網(wǎng)中，我們都要加裝一些裝置，用來補(bǔ)償無功功率。 STC89C52 iii 目 錄 1. 引言 ..................................................................... 1 選題背景 ........................................................... 1 本設(shè) 計的要求 ...................................................... 2 論文的內(nèi)容和論文的結(jié)構(gòu)安排 ........................................ 3 2 系統(tǒng)方案總體設(shè)計 .......................................................... 4 系統(tǒng)需求分析 ........................................................ 4 無 功功率裝置原理 .................................................... 4 無功補(bǔ)償?shù)囊饬x ................................................ 4 系統(tǒng)方案選擇 ........................................................ 5 基于單片機(jī)的功率因數(shù)檢測方案選擇 .............................. 5 無功功率補(bǔ)償方案選擇 .......................................... 6 系統(tǒng)總體設(shè)計 ........................................................ 7 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)組成 .............................................. 7 系統(tǒng)原理 ...................................................... 7 3 系統(tǒng)硬 件電路設(shè)計 .......................................................... 9 功率因數(shù)測量電路 .................................................... 9 功率因數(shù)測量原理 .............................................. 9 基于單片機(jī)的測量原理分析 ...................................... 9 基于單片機(jī)的無功功率因數(shù)測量電路設(shè)計 ......................... 10 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 ................................................... 12 單片機(jī)控制單元設(shè)計 ................................................. 14 單片機(jī)的介紹 ............................................... 14 中斷系統(tǒng) ................................................... 16 定時器 ...................................................... 16 顯示部分 .................................................... 17 控制系統(tǒng)電路設(shè)計 ............................................. 17 存儲電路設(shè)計 ................................................. 19 電容投切電路設(shè)計 ................................................... 19 電容投切原理 ................................................. 19 iv 電容投切電路設(shè)計 ............................................. 20 電源電路設(shè)計 ....................................................... 21 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ............................................................. 23 軟件開發(fā)環(huán)境介紹 ................................................... 23 C 語言介紹 ................................................... 23 軟件總體設(shè)計 ....................................................... 23 系統(tǒng)主程序設(shè)計 ............................................... 23 系統(tǒng)中斷程序設(shè)計 ............................................. 25 電容投切程序設(shè)計 ............................................. 26 5 系統(tǒng)建模與仿真結(jié)果分析 ................................................... 28 系統(tǒng)仿真環(huán)境介紹 ................................................... 28 系統(tǒng)建模 ........................................................... 28 系統(tǒng)仿真結(jié)果分析 ................................................... 30 結(jié)束語 ...................................................... 錯誤 !未定義書簽。針對于現(xiàn)有裝置的缺點，本文介紹的基于單片機(jī)的的無功功率補(bǔ)償裝置克服了以上缺點，具有準(zhǔn)確度高，能迅速投切，符合需要的經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點。 電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗元件主要是電感性的，因為電感性的本身特性，所以，為了提供有效的有功功率，就會需要傳輸端和電氣終端的電壓有一個相 位差，它可以實現(xiàn)在較寬的范圍里面，為了提供無功功率，則需要它們兩端的電壓有 1 個幅值差，但是這只可以實現(xiàn)在一個非常窄的范圍里面。 無 功補(bǔ) 償 控 制器 己 由 基 于 SCR 的 靜 止 無功 補(bǔ) 償 器（ Static Var CompensatorSVC）、晶閘管控制串聯(lián)電容補(bǔ)償器（ Thyristor Controlled Series CompensatorTCSC）發(fā)展到基于 GTO 的靜止無功發(fā)生器（ Static Var GeneratorSVG）、靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器（ StaticSynchoronous Series CompensatorSSSC）。 （ 7）完成該電路的系統(tǒng)仿真已驗證所設(shè)計產(chǎn)品是否滿足以上要求 第 3 頁 共 65 頁 論文的內(nèi)容和論文的結(jié)構(gòu)安排 1）通過任務(wù)要求分析，本文主要完成如下幾個設(shè)計內(nèi)容： A 設(shè)計出基于電壓電流互感器的功率因數(shù)測量電路； B 設(shè)計出信號調(diào)理電路以及 AD轉(zhuǎn)換電路； C 設(shè)計出電容組投切控制電路以及控制電路； D 設(shè)計出人機(jī)交互電路； E 設(shè)計出滿足整個任務(wù)要求的系統(tǒng)的軟件開發(fā)； F 設(shè)計出基于 PROTUSE 的控制系統(tǒng) 仿真電路。該系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)為：