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低压动态无功补偿控制系统的设计与研制

作　者: 王璐
导　师: 曾毅
学　校: 山东大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 无功补偿 瞬时无功功率理论 DSP2812 过零投切
分类号: TM761.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着大功率感性负载和大规模电力电子设备在工业生产中的广泛应用,经济得以高速发展,但能源却被大量消耗和浪费。生产所带来的能源危机和环境污染越来越引起人们的关注。伴随国家节能降耗政策的实施,各企业也纷纷响应号召,对自身存在的污染和浪费进行治理,这其中包括对功率因数的改善和电源利用率的提高。无功补偿技术应运而生,它能解决企业普遍存在的功率因数过低的问题,减少电网污染,减轻设备负担。通钢集团四平钢铁制品有限公司冷轧厂的六辊冷轧机组功率因数过低,需要通过补偿提高到国家标准。本论文首先介绍了无功补偿装置在国内外的现状及发展前景,分析了无功补偿技术的原理和关键问题,然后根据用户的需求设计了基于TMS320F2812 DSP的无功补偿控制系统。本系统采用集高速、大存储于一体的TMS320F2812 DSP作为控制系统CPU,并配合使用AD73360实现精确同步采样。运用基于瞬时无功功率理论的ip-iq检测法对采样值进行处理,确定投切量。投切电路加装MOC3083过零触发模块实现晶闸管过零投切,避免产生电流冲击。本论文论述了系统主电路和控制电路的整体设计方案,对补偿位置、电容器接线和分组方式等具体问题进行了详细描述,‘介绍了硬件电路和软件程序的设计过程,并对系统的关键部分进行仿真和验证。仿真结果显示,该设计方案能够按照用户要求提高功率因数。

全文目录


目录  4-6
CONTENTS  6-8
摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第1章 绪论  10-15
  1.1 课题研究背景及意义  10-11
  1.2 国内外无功补偿装置的现状与前景  11-14
    1.2.1 无功补偿装置的现状  11-12
    1.2.2 无功补偿技术的关键性问题  12-13
    1.2.3 无功补偿装置的前景  13-14
  1.3 本文的主要研究内容  14-15
第2章 无功补偿技术的原理  15-26
  2.1 电量参数基本概念  15-17
  2.2 无功补偿的基本原理  17-18
  2.3 常见的静止式无功补偿装置工作原理  18-19
  2.4 瞬时无功功率理论  19-22
  2.5 基于瞬时无功功率理论的无功电流检测  22-26
    2.5.1 p-q检测法  22-24
    2.5.2 i_p-i_q检测法  24-26
第3章 补偿对象特点及补偿控制方案  26-36
  3.1 补偿对象特点  26-27
  3.2 现场测量情况及结果分析  27-33
    3.2.1 测量方法  28
    3.2.2 组态王6.53简介  28-30
    3.2.3 测量难点  30-31
    3.2.4 测量结果及分析  31-33
  3.3 补偿控制方案  33-36
    3.3.1 补偿系统工作原理  33-34
    3.3.2 系统抗干扰措施  34-36
第4章 系统的硬件设计  36-51
  4.1 主电路的设计与实现  36-42
    4.1.1 补偿位置的确定  36
    4.1.2 并联电容器模块  36-40
    4.1.3 晶闸管触发模块  40-42
  4.2 控制部分硬件模块的设计与实现  42-51
    4.2.1 控制部分硬件总体结构  42
    4.2.2 TMS320F2812简介  42-43
    4.2.3 DSP电源模块  43-44
    4.2.4 检测模块  44-48
    4.2.5 液晶显示模块  48-50
    4.2.6 键盘模块  50-51
第5章 系统的软件设计  51-59
  5.1 软件系统总体设计方案  51-52
  5.2 AD采样模块  52-53
  5.3 数据处理模块  53-54
  5.4 投切量判定  54-56
  5.5 显示模块  56
  5.6 系统保护软件  56-59
    5.6.1 电容器保护  56-57
    5.6.2 晶闸管保护  57-58
    5.6.3 电源保护  58
    5.6.4 软件保护  58-59
第6章 系统MATLAB仿真  59-66
  6.1 ip-iq检测法仿真模型  59-63
    6.1.1 负载电流模块source  59
    6.1.2 坐标变换模块  59-60
    6.1.3 运算模块C  60-61
    6.1.4 数字滤波器模型  61-63
  6.2 模型仿真结果  63-64
  6.3 数据仿真结果  64-66
第7章 总结  66-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
学位论文评阅及答辩情况表  71

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化 > 自动调整 > 电压与无功功率的自动调整
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