光纤球机系列-武汉宇恒光电通信设备有限责任公司

《光纤球机系列-武汉宇恒光电通信设备有限责任公司》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、序号：编码：第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛设计说明书作品名称：基于ARM的异步电动机智能无功节能控制器设计学校全称：盐城工学院申报者姓名（集体名称）：周格伦谢明王云沈佳佳李春华类另!J：□自然科学类学术论文n哲学社会科学类社会调查报告和学术论文■科技发明制作a类□科技发明制作b类1、绪论12、设计方案概述32.1总体设计32.2具休方案43、系统的硬件设计73.1LM3S1138主控系统73.2电圧转换电路83.3电流检测电路83.4和位检测电路93.5电容器组切投控制电路103.6键盘接口电路113.7显示接

2、口电路113.8电源屯路124、系统的软件设计134.1主程序134.2键盘中断处理程序144.3功率因数检测和无功功率补偿屮断处理程序145、测试结果及其分析165.1测试结果及其分析165.2不足与改进16基于ARM的异步电动机智能无功节能控制器设计1、绪论随着世界经济的快速发展，石油、煤炭以及大然气等能源的消耗在急剧增加，能源危机已成为全球面临的最人问题。坚决实行能源开发和节约并举，把节约放在首位的方针己成为我国重要发展战略方针。开发节能降耗的新技术已成为重点科研支持方向之一。在当今的电力系统屮，感应式异步电动机作为传统的

3、主要负荷使电网产生大量的感性无功电流。无功电流产生无功功率，给电网带来额外负担且影响供电质量。因此，无功补偿就成为保持屯网高质量运行的一种主要手段之一，也是当今电气化自动化技术及屯力系统研究领域所面临发展的一个重大课题，正受到越來越多的关注。三相界步电动机作为电能转化为机械能的主要设备，在各工矿企业中得到人量应用，其用电量已占到全国发电总量的60%以上。为了提高电动机的工作安全性和工作稳定性，在电动机的选型和使用上通常都会留有一定的功率裕量，这就使电动机通常会工作在轻载的工作状态下，从而使得电网的供电功率因素大大降低。为了敦促各

4、企业提高用屯质量，电力供应部门也对各用电单位在功率因素上提出了要求。因此，对三相异步电动机进行无功功率就地补偿就显得十分重要。对三相异步电动机进行无补偿具有以下目的和意义：(1)提高配电设备的供电能力，延长电气设备的使用寿命由P=S.cos①可看出，当设备的视在功率S—定时，如果功率因数cos①提高，有功功率P也随Z增大，电气设备的有功机械出力也就提高了。(2)降低电网中的功率损耗和电能损失由公式I=P/(U.cos①)可知当有功功率P为定值时，负荷屯流I与cose成反比,安装无功补偿装置后，功率因数提高，使线路中的电流减小，从

5、而使功率损耗降低:△P=I2R,降低电网中的功率损耗是安装无功补偿设备的主要目的。(3)提高异步电动机工作电压及其质量在线路屮电压损失AU的计算公式如下：AU=PR+QXl式中AU——线路屮的电压损失P——有功功率Q——无功功率Ue——额定电压R——线路总电阻XL——线路感抗由上式可见，当线路屮的无功功率Q减少以后，电压损失AU也会减少。(1)减少用户电费开支，降低生产成本，提高经济效益(2)减小配屯设备设备容量，节省投资长期以，国内外学者针对无功补偿装置的设计和应用也进行了广泛的研究。早期的无功功率补偿装置主要为同步调相机和静

6、电电容黠，而且，多为高压侧集中补偿。同步调相机日前在现场仍有使用，但在技术上已显落后。静电电容器补偿可以改善线路参数，减少线路感性无功功率，缺点是只能补偿固定无功，因此只能在一定程度上补偿系统变化无功，改善电压质量。目前的无功补偿方式绝人多数都是用在供、配电部门，随着电力电子技术和微控制器技术的发展，采用嵌入式系统实现对各类设备的异步屯动机就地进行无功补偿将具有更良好的技术效果并能够实现更多的节能效益。2、设计方案概述异步电动机动态无功功率补偿器具有以下功能：(1)界步电动机工作电流测量；(2)异步电动机工作电压与电流的和位差测

7、屋；(3)异步电动机工作时的功率因索的计算；(4)异步电动机工作时的电容补偿电流计算；(5)异步电动机工作时的补偿电容器组补偿级数计算；(6)异步电动机工作时的补偿电容器组的动态补偿控制;(7)界步电动机工作时的补偿后参数的动态显示；(8)系统工作参数的设置。异步电动机动态无功功率补偿器应满足以下技术指标：(1)动态响应时间：不大于100ms(2)补偿电流：不人于20A(3)补偿电容器组切投级数：7级2.1总体设计根据异步电动机动态无功功率补偿器的功能要求，异步屯动机动态无功功率补偿系统的幣体结构框图如图2-1所示。图2-1异步

8、电动机动态无功功率补偿系统的结构框图异步电动机动态无功功率补偿器的主要功能模块为：屯压信号检测，屯流信号检测，相位检测，电容器组补偿控制和键盘/显示接口。2.2具体方案1.电压信号检测模块电压信号检测是为了实现电网供电电压信号的隔离和变换，电网电压信号的隔离变换