基于DSP的TCR无功补偿装置控制器硬件电路设计.doc

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1、基于DSP的TCR无功补偿装置控制器硬件电路设计摘要矿井提升机较普遍的采用晶闸管供电的直流拖动系统，采用相切控制方式调节电压或电流，使电网正弦电压波形受到切割，并由此产生谐波电流，导致供电电网电压波形畸变，对电网产生一些不良影响。晶闸管电控系统在整个运行期间功率因数偏低，同时起动无功冲击大，引起电网电压发生波动，尤其对于矿井提升机这类短时重复工作制的负荷，电压波动问题也很突出。因此它的无功补偿是近年来研究的热点。选用晶闸管控制电抗器(TCR）可以较好的解决提升机的无功补偿问题。本文首先研究了TCR型SVC的原理和控制方法，通过比较确定了适合TCR系统的控制策略和参数测量方法，重点设计了基

2、于DSP的TCR型动态无功补偿控制器。外围器件已FPGA为主，包括信号输入和调理，脉冲放大等部分。采用以ADS7869进行数据采集。该控制器具有动态响应时间短、控制精度高、编程能力强等特点，能够有效改善矿井提升机系统的功率因数、减小冲击无功引起的电压波动等。关键词：数字信号处理；动态无功补偿；TCR；FPGAABSTRACTThyristorpowerDCtractionsystemsiswidelyusedinMineHoistanditusestangentialcontrolvoltageorcurrentregulation,butgridsinusoidalvoltagewav

3、eformisbeingcutted,resultingharmoniccurrentsandcausedelectricitygridvoltagewaveformdistortion,meanwhileitcausedsomebadeffectstothepowergrid.SCRelectriccontrolsysteminoperationduringtheentireisatlowpowerfactor;andMeanwhilestarterreactivegreaterimpactcausesgridvoltagefluctuation,especiallyformineho

4、istsuchshortduplicationsystemloadandvoltagefluctuationsarealsoveryconspicuous.Soreactivepowercompensationusedinsuchsystemisahotspotinrecentyears.Thyristorcontrolledreactor(TCR)canbeusedtoupgradethemachinetosolvetheproblemofreactivepowercompensation.ThispaperstudiestheTCR-SVCcontroltheoryandmethod

5、s,bycomparisonIfindpropercontrolstrategiesandmeasurementmethodsfortheTCRsystem,andfocusonthedesignofTCRdynamicreactivepowercompensationcontrollerbasedonDSPtechnic.ItsperipheralsismainlybaseonFPGA，includesignalprocessing,plusesmagnifying,etc.UsestheADS7869toputupdatacollection.TheDSP-controllerhas

6、adynamicshortresponsetime,highprecisioncontrol,astrongabilityatprogramming.Soitcaneffectivelyimproveminehoistsystempowerfactor,reducetheimpactofreactivevoltagefluctuations.KEYWORDS：DigitalSignalProcessor(DSP);DynamicReactivePowerCompensation;TCR;FPGA.目录第一章绪论11.1课题的背景11.2无功补偿装置的现状及发展21.3本文的工作3第二章T

7、CR原理及其控制策略的研究42.1TCR基本原理与补偿特性42.1.1TCR的基本原理42.1.2主要接线形式52.2TCR的特性52.2.1补偿特性52.2.2谐波特性72.2.3其它特性72.3TCR无功补偿系统控制策略的比较82.3.1传统控制方案82.3.2其它控制方案92.4斯坦门茨法92.5初始导通角计算112.6本章小结12第三章基于DSP的TCR控制器硬件电路实现133.1主电路设计133.2中央处理器的选择―TMS