文档介绍：1 绪论 1
设计背景 1
工作要求 1
设计的目的及意义 1
2 系统总体方案的确定 3
主要技术要求 3
系统方案 3
任务分析 3
系统总体框图 4
3 系统硬件电路的设计 5
CPU(单片机)与总线部分的选择 5
CPU(单片机)的概述 5
总线 7
单片机存储器的扩展电路 8
单片机外部存储器的扩展芯片 8
单片机外部存储器的扩展 10
8254单片机引脚及其功能 12
A/D转换电路的选择 15
脉宽调制电路 18
各引脚的名称、功能及用法简介 19
内部结构及工作原理简介 19
基本设计特点 20
整流电路 20
20
三相桥式全控整流电路 21
22
三相桥式逆变电路 22
三相PWM产生器HEF4752 22
键盘显示电路的设计 25
8155接口芯片简介 25
8155与8031的接口 26
键盘/显示接口电路的设计 26
28
+12V、-12V、+5V 电源的设计 28
+10V电源的设计 28
报警电路 29
4 系统软件流程图 31
主程序流程图 31
31
显示子程序流程图 32
中断子程序流程图 33
PID控制算法子程序 34
结论 36
致谢 37
参考文献 38
附页 39
1 绪论
设计背景
我国电网曾在20世纪70年代由于缺乏无功功率补偿设备而长期处于低电压运行状态。有些地方想用调节分接头的办法来解决本地区电压低的问题。开始,这种办法也有一些效果,某些供电电压升高了,但这是以降低别处的电压为代价的,因为总的无功电源不足,局部地区电压升高无功负荷增大,必然是别处无功功率更少、电压更低。各处普遍采用调节变压器分接头的结果,不仅没有提高负荷的供电电压,而是使得低压运行的同时对电网带来巨大的危害,系统稳定性差,十分脆弱,经不起事故异常及负荷强烈变化对系统的冲击、十分容易造成大面积的停电和系统瓦解的后果,国内外均有先例。由此可见,合理的配置无功电源,进行无功补偿是非常重要,我们进行无功补偿研究是一个重要的课题。
无功功率问题,根据世界各个地区电力系统近数十年来的经验,积累了大量的资料。我国电力系统亦同样积累了很多宝贵的经验。广泛应用到生产实践中是有一定重要价值的。有效的无功功率有非常大的经济效益和社会效益,主要表现在:
。就全国讲,线路损耗约占据12%,其中主要是无功分量引起的损耗,惹无功线损降低50%~60%,一年便可节电500亿度左右,相当于半个三峡工程的发电量。这种不消耗一次能源,便可增大发电量得工程是绝好的绿色工程。且投资极小,见效快。
2 避免罚款。我国电力部及物价局“关于颁发《功率因数调整电价办法》通知”中规定,,%,%。例如一个315KVA的变压器,,年奖罚差3~4元。
3 不额外投资便实现扩容。进行无功补偿后,便可提高用电承载率,变压器可满负荷运行。例如一台315KVA的变压器,COS∮=,不能承受300KW左右的容量,需购买一台500KW的变压器替换。,相当于扩大了63%,既有功由189KW提高到309KW可基本满足需要的容量,便节省了一台500KVA的变压器,经费约三四十万元。
4 改善电能的质量,延长了电器的寿命,提高了产品的质量。
电压质量用电压和频率两个指标衡量,电压的稳定性取决于无功的平衡。频率的稳定性取决于有功的平衡,而电压的稳定与否又直接影响了电器寿命,影响机械加工精度。如果电压稳定性提高5%仅照明灯(寿命延长50%)全国一年既可节约数亿元。至于因电压不稳定、供电不足而造成废品、次品、设备寿命、停产、停电损失更是难以统计的。
工作要求
以8031单片微机为核心构成的控制器,实现监测电网的电压、电流,并计算出有功、无功功率因数,根据用电负荷情况,通过复合开关控制电容器组的自动投切,实现无功功率的动态补偿,且具有报警功能。
采用8031单片机SPWM集成电路,大功率电力电子器件等设计三相逆变电流。
(1)硬件电路设计;