专利名称：智能无功功率自动补偿控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及低压配电系统的功率因数补偿装置，具体是智能 无功功率自动补偿控制器。
背景技术：
智能无功功率自动补偿控制器适用于低压配电系统，可广泛用于 户外台式变压器、室内配电站、箱式变电站以及冶金、机械、矿山、 铁路、化工等企业或低压用户进行无功功率自动跟踪补偿控制。控制 器主要是用于控制电网无功功率的控制，因此在取样物理量方面一般 分为功率因数型、无功电流型、无功功率型三种取样方式。以前的 产品多为功率因数型及无功电流型，其特点是根据取样的电流、电压 信号，计算出电网的功率因数，显示器为三位数码显示。然后根据所 设置的功率因数值来控制电容器组的投切。如果用户的单组电容器容 量设计偏大，而在用户晚间或其他用电量较小的时候，投一路会造成 过补偿，切除又会欠补，这样就会造成投切振荡，使用户的无功功率得不到有效的控制。此外，其电路的结构基本上都采用AT89C52的单 片机作为核心器件，由于该芯片的功能有限，执行指令速度较慢，需 要外部扩展芯片、看门狗电路及掉电记忆芯片，因此造成电路结构复 杂、稳定性差、电磁兼容性差、成本偏高等缺点。输出继电器采用 0.36W的继电器作为执行器件，功率较大，造成资源浪费。信号检测 电路采用普通LM324等运算放大器，这种芯片的供电电压一般要求最 低在5V，如果系统电压不稳定，产品内部供电电压发生闪变的话， 容易造成产品死机或误动作等不良现象。
发明内容
本实用新型的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种可靠 性和精度更高的智能无功功率自动补偿控制器。为了实现上述目的，本实用新型采取的技术解决方案如下 一种智能 无功功率自动补偿控制器，包括外壳及控制电路，其特征在于所述 控制电路包括中央处理单元、电流信号输入单元、电压信号输入单元、 键盘操作输入单元、控制输出单元和显示单元，所述中央处理单元以 AVR型单片机为核心，电流信号输入单元和电压信号输入单元的输 出端与AVR型单片机模数转换输入端连接，键盘操作输入单元与单 片机数据输入端连接，控制输出单元和显示单元与单片机数据输出端 连接，中央处理单元中设有电流值存贮器、电压值存贮器和乘法器。
单片机对信号检测电路的电压及电流信号进行处理，计算出电网 的电压、电流、功率因数及无功功率等电力参数，根据计算得到的 无功功率大小来选择投入最合适的电容器组，根据产品所设置的具 体参数跟踪电网的功率因数及无功功率的大小，可以计算出精确的 电容器组的投切量，控制输出继电器的吸合与分断，取样物理量为 无功功率，使控制方式更为合理，控制精度更高。控制器由AVR单 片机、信号检测电路、继电器、电源变压器、电流取样互感器、显 示器件、操作按键、接线端子、外壳等组成。单片机以及信号检测 电路均采用最低至2. 7V的供电电压芯片，即使电路供电电路发生降 低的现象，电路均能正常工作，不会引起死机或误动作现象，保证 了产品的稳定性。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附图1为本实用新型具体实施例电路原理图。
具体实施方式
如图l所示，智能无功功率自动补偿控制器，包括外壳及控制电路， 所述控制电路包括以单片机为核心中央处理单元、电流信号输入单 元、电压信号输入单元、键盘操作输入单元、控制输出单元和显示单 元，单片机以及信号检测电路均采用最低至2. 7V的供电电压芯片， 中央处理单元以AVR型单片机Ul为核心，具体可以选用ATMEGA8;
显示单元包括驱动电路和四位数码显示屏，显示屏的7段显示数据控 制端及小数点显示控制端分别经限流电阻R17 R24后与单片机U1的
数据输出口连接，本实施例中具体为RXD、 TXD、 INT0、 ADC3、 T0、 Tl、 AIN0和AIN1引脚，四位数码显示屏的公共极分别与PNP型驱动 三极管Q1 Q4的集电极连接，单片机Ul的选通扫描数据输出端 OCIA、 OC1B和ICP经3-8译码电路U4后与各组PNP型驱动三极 管Q1 Q4的基极连接，PNP型驱动三极管Q1 Q4的发射极相互连接 后与电源正极连接构成驱动电路；电流信号输入单元和电压信号输入 单元的输出端与AVR( ATMEGA8)型单片机Ul模数转换输入端ADC0 和ADC1连接，本实施例中以运算放大器U5c为核心组成跟随器电路 所构成述电流信号输入单元；以运算放大器U5d为核心组成比例放大 电路构成所述电压信号输入单元。键盘操作输入单元与单片机U1数 据输入端连接，控制输出单元和显示单元与单片机U1数据输出端连 接，单片机U1数据输出口经触发器电路U2、 U3 (74LS273)和达林 顿阵列集成电路U6、 U7 (ULN2003)驱动投切继电器构成所述控制输 出单元；键盘操作输入单元由按键开关S1、 S2、和S3组成，按键开 关Sl、 S2、和S3分别连接在单片机Ul数据输入端MOSI、 MISO和 SCK与地之间；中央处理单元中设有电流值存贮器、电压值存贮器 和乘法器，电流值存贮器和电压值存贮器由单片机U1内部数据存贮 器构成，乘法器通过相应程序实现。
权利要求1、一种智能无功功率自动补偿控制器，包括外壳及控制电路，其特征在于所述控制电路包括中央处理单元、电流信号输入单元、电压信号输入单元、键盘操作输入单元、控制输出单元和显示单元，所述中央处理单元以AVR型单片机U1为核心，电流信号输入单元和电压信号输入单元的输出端与AVR型单片机U1模数转换输入端连接，键盘操作输入单元与单片机U1数据输入端连接，控制输出单元和显示单元与单片机U1数据输出端连接，中央处理单元中设有电流值存贮器、电压值存贮器和乘法器。
2、 根据权利要求1所述的智能无功功率自动补偿控制器，其特 征在于所述显示单元包括驱动电路和四位数码显示屏，显示屏的7 段显示数据控制端及小数点显示控制端分别经限流电阻R17 R24后 与单片机Ul以数据输出口连接，四位数码显示屏的公共极分别与 PNP型驱动三极管Q1 Q4的集电极连接，单片机Ul的选通扫描数 据输出端经3-8译码电路U4后与各组PNP型驱动三极管Q1 Q4的 基极连接，PNP型驱动三极管Q1 Q4的发射极相互连接后与电源正 极连接构成驱动电路；单片机U1以数据输出口，单片机U1数据输出 口经触发器电路U2、 U3和达林顿阵列集成电路U6、 U7驱动投切继电 器构成所述控制输出单元；以运算放大器U5c为核心组成跟随器电路 所构成述电流信号输入单元；以运算放大器U5d为核心组成比例放大 电路构成所述电压信号输入单元。
3、 根据权利要求1或2所述的智能无功功率自动补偿控制器， 其特征在于AVR型单片机Ul为ATMEGA8型单片机。
专利摘要本实用新型涉及智能无功功率自动补偿控制器。包括外壳及控制电路，控制电路包括中央处理单元、电流信号输入单元、电压信号输入单元、键盘操作输入单元、控制输出单元和显示单元，所述中央处理单元以AVR型单片机U1为核心，电流信号输入单元和电压信号输入单元的输出端与AVR型单片机U1模数转换输入端连接，键盘操作输入单元与单片机U1数据输入端连接，控制输出单元和显示单元与单片机U1数据输出端连接，中央处理单元中设有电流值存贮器，电压值存贮器和乘法器。本智能无功功率自动补偿控制器取样物理量为无功功率，使控制方式更为合理，控制精度更高；单片机以及信号检测电路均采用最低至2.7V的供电电压芯片，即使电路供电电路发生降低的现象，电路均能正常工作，不会引起死机或误动作现象，有更高的稳定性。
文档编号H02J3/18GK201075699SQ20072003419
公开日2008年6月18日 申请日期2007年1月30日 优先权日2007年1月30日
发明者徐会宏 申请人:天正集团有限公司