【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(cè)量顯示程序中，通過(guò)改變電感值，分別設(shè)計(jì)在歡迎界面，5mH,7mH,9mH,11mH,13mH,15mH 的仿真界面。這樣系統(tǒng)是跟實(shí)際情況相類似的，不過(guò)在仿真中沒有現(xiàn)實(shí)中的 霍爾傳感器，所以系統(tǒng)中用一個(gè)變壓器來(lái)側(cè)系統(tǒng)的電壓來(lái)?yè)Q算得到系統(tǒng)的電壓電流的相位，所以串聯(lián)到系 第 33 頁(yè) 共 65 頁(yè) 統(tǒng)中的變壓器的后級(jí)會(huì)對(duì)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(huì)影響系統(tǒng)的功率因數(shù)校正。在本章節(jié)，本文將通過(guò) PROTEUS 建模仿真。定時(shí)器初值計(jì)算方法為：由于選用的 16位定時(shí)法。具體如圖 15 所示。本節(jié)將分別對(duì)系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)和中斷程序設(shè)計(jì)作詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明。 C 語(yǔ)言介紹 C 語(yǔ)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(jì)的要求。 在本次設(shè)計(jì)中，核心部分就是無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娙萜魍肚须娐返脑O(shè)計(jì)，并且核心控制程序也是關(guān)于無(wú)功補(bǔ)償?shù)某绦蛟O(shè)計(jì)。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(shuō)它可以讓需要顯示的東西變?yōu)閮尚校诿恳恍兄卸加惺鶄€(gè)用來(lái)顯示數(shù)據(jù)的模塊來(lái)顯示內(nèi)容。下面我們對(duì)它們的特性進(jìn)行闡述。所以，在實(shí)際中，如果用單片機(jī)代替電子電路控制的話，那樣就會(huì)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(hào)為 STC89C52。 單片機(jī)的介紹 單片機(jī)是單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱，因?yàn)樗诳刂祁I(lǐng)域的靈活和便利，所以又叫微控制器。經(jīng)過(guò)前面分析，電壓電流通過(guò)互感器得到的變比分別為 k1=60,電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)的變比 k2=100,而通過(guò)圖 6變換的來(lái)的電壓信號(hào)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 17 頁(yè) 共 65 頁(yè) 行 ADC0832 作為本設(shè)計(jì)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，圖中的兩個(gè) ADC 分別是測(cè)量電壓和電流的信號(hào)，具體控制信號(hào)詳見途中的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)。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(gè) 第 14 頁(yè) 共 65 頁(yè) 過(guò)零比較電路構(gòu)成。 功率因數(shù)測(cè)量電路 功率因數(shù)測(cè)量原理 本設(shè)計(jì)中采用 51 單片機(jī)的 INT0 和 INT1 接收的信號(hào)的時(shí)間差來(lái)測(cè)量功率因數(shù)，下面介紹功率因數(shù)測(cè)量的原理。 綜合以上方案的優(yōu)缺點(diǎn)，聯(lián)系本課題研究的對(duì)象，基于 51 單片機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)，結(jié)合實(shí)際情況，選擇方案一為無(wú)功功率補(bǔ)償方案。在運(yùn)行中，如果我們要實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的無(wú)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(guò)繼電器投切電容器就可以實(shí)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(hào)處理功能集成到單個(gè)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(cè)量，依據(jù)有功電能和視在電能，就可以有微控制器計(jì)算出功率因數(shù) SP/cos ?? 。對(duì)于 50Hz 的工頻來(lái)說(shuō)就是 5ms。所以，考核運(yùn)行效益的 第 9 頁(yè) 共 65 頁(yè) 其中一個(gè)重要指標(biāo)就是功率因素，那么，無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)劃和進(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(wú)功功率補(bǔ)償裝置檢測(cè)中的各種電路有很多方案，下面將分析各方案優(yōu)缺點(diǎn)。在同一個(gè)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(gè)向東一個(gè)向西。 第三部分，完成整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：功率因數(shù)檢測(cè)電路，電容自動(dòng)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(jì)六個(gè)部分。而同步調(diào)相機(jī)的原理可以認(rèn)為是產(chǎn)生無(wú)功功率的同步電動(dòng)機(jī)。并且電網(wǎng)的無(wú)功功率補(bǔ)償問(wèn)題也逐漸吸引了廣泛的關(guān)注 ,特別是我國(guó)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?cè)陔娏ο到y(tǒng)、生產(chǎn)業(yè)、服務(wù)業(yè)及家庭中的運(yùn) 用越來(lái)越普遍，因?yàn)檫@些技術(shù)和裝置讓這些過(guò)程越來(lái)越簡(jiǎn)單。 附錄 1:原理圖 ........................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)電壓和電流進(jìn)行采樣、計(jì)算，從而獲得 COS∮和有功功率。 在電力系統(tǒng)本身來(lái)說(shuō) ,如果需要保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和它的經(jīng)濟(jì)性，那么保證無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)定就是一定的，在正常的來(lái)說(shuō)，當(dāng)運(yùn)行正常的時(shí)候，如果它的無(wú)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(wú)功功率，這就會(huì)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(lái)補(bǔ)償無(wú)功功率。 STC89C52 第 3 頁(yè) 共 65 頁(yè) 目 錄 1. 引言 ..................................................................... 5 選題背景 ........................................................... 5 本設(shè)計(jì)的要求 ...................................................... 6 論文的內(nèi)容和論文的結(jié)構(gòu)安排 ........................................ 7 2 系統(tǒng)方案總體設(shè)計(jì) .......................................................... 8 系統(tǒng)需求分析 ........................................................ 8 無(wú)功功率裝置原理 .................................................... 8 無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x ................................................ 8 系統(tǒng)方案選擇 ........................................................ 9 基于單片機(jī)的功率因數(shù)檢測(cè)方案選擇 .............................. 9 無(wú)功功率補(bǔ)償方案選擇 ......................................... 10 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ....................................................... 11 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)組成 ............................................. 11 系統(tǒng)原理 ..................................................... 11 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ......................................................... 13 功率因數(shù)測(cè)量電路 ................................................... 13 功率因數(shù)測(cè)量原理 ............................................. 13 基于單片機(jī)的測(cè)量原理分析 ..................................... 13 基于單片機(jī)的無(wú)功功率因數(shù)測(cè)量電路設(shè)計(jì) ......................... 14 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) ................................................... 16 單片機(jī)控制單元設(shè)計(jì) ................................................. 18 單片機(jī)的介紹 ............................................... 18 中斷系統(tǒng) ................................................... 20 定時(shí)器 ...................................................... 20 顯示部分 .................................................... 21 控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) ............................................. 21 存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì) ................................................. 23 第 4 頁(yè) 共 65 頁(yè) 電容投切電路設(shè)計(jì) ................................................... 23 電容投切原理 ................................................. 23 電容投切電路設(shè)計(jì) ............................................. 24 電源電路設(shè)計(jì) ....................................................... 25 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ............................................................. 27 軟件開發(fā)環(huán)境介紹 ................................................... 27 C 語(yǔ)言介紹 ................................................... 27 軟件總體設(shè)計(jì) ....................................................... 27 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) ............................................... 27 系統(tǒng)中斷程序設(shè)計(jì) ............................................. 29 電容投切程序設(shè)計(jì) ............................................. 30 5 系統(tǒng)建模與仿真結(jié)果分析 ................................................... 32 系統(tǒng)仿真環(huán)境介紹 ................................................... 32 系統(tǒng)建模 ........................................................... 32 系統(tǒng)仿真結(jié)果分析 ................................................... 34 結(jié)束語(yǔ) ...................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。針對(duì)于現(xiàn) 有裝置的缺點(diǎn)，本文介紹的基于單片機(jī)的的無(wú)功功率補(bǔ)償裝置克服了以上缺點(diǎn)，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(diǎn)。 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?yàn)殡姼行缘谋旧硖匦?，所以，為了提供有效的有功功率，就?huì)需要傳輸端和電氣終端的電壓有一個(gè)相位差，它可以實(shí)現(xiàn)在較寬的范圍里面，為了提供無(wú)功功率，則需要它們兩端的電壓有 1 個(gè)幅值差，但是這只可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)非常窄的范圍里面。 無(wú) 功補(bǔ) 償 控 制器 己 由 基 于 SCR 的 靜 止 無(wú)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(wú)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(yàn)證所設(shè)計(jì)產(chǎn)品是否滿足以上要求 第 7 頁(yè) 共 65 頁(yè) 論文的內(nèi)容和論文的結(jié)構(gòu)安排 1）通過(guò)任務(wù)要求分析，本文主要完成如下幾個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容： A 設(shè)計(jì)出基于電壓電流互感器的功率因數(shù)測(cè)量電路； B 設(shè)計(jì)出信號(hào)調(diào)理電路以及 AD 轉(zhuǎn)換電路； C 設(shè)計(jì) 出電容組投切控制電路以及控制電路； D 設(shè)計(jì)出人機(jī)交互電路； E 設(shè)計(jì)出滿足整個(gè)任務(wù)要求的系統(tǒng)的軟件開發(fā)； F 設(shè)計(jì)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： 1） 該電路能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓電流測(cè)量； 2