專利名稱：三相可控電抗器控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種可控制三相或三個獨立單相電抗器阻抗的控制裝置，屬控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，可控電抗器控制器從控制方式可分為模擬式和數(shù)字式，從控制策略可分為觸發(fā)角式和標(biāo)幺值式；模擬式電抗器控制器存在調(diào)整點多，受溫度影響大，易受電磁場干擾，三相很難平衡等缺點。數(shù)字式電抗器控制器一般都是采用某一種控制策略控制某一種功率器件，不能同時具備按觸發(fā)角非線性控制和按標(biāo)幺值線性控制電抗器阻抗兩種功能，其給定值的設(shè)定方式一般也只有一種，且一般不具有顯示功能，不能直觀地監(jiān)控運行狀態(tài)?，F(xiàn)有可控電抗器控制器一般只能控制三相或一個單相可控電抗器，不能控制三相或三個獨立單相可控電抗器，這些缺點給可控電抗器的應(yīng)用帶來極大不便。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、提供一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、控制精度高、抗干擾性強(qiáng)、可以用多種方式改變給定值，可選擇多種控制策略的三相可控電抗器控制器。
本實用新型的問題是以下述技術(shù)方案實現(xiàn)的一種三相可控電抗器控制器，由同步信號輸入電路、控制信號輸入電路、單片機(jī)、執(zhí)行電路組成，其中，同步信號輸入電路由三個結(jié)構(gòu)完全相同的同步單元電路組成，每個同步單元電路的輸入接外部互感器的輸出信號，輸出接單片機(jī)的信號輸入端；控制信號輸入電路的輸出接單片機(jī)的信號輸入端；執(zhí)行電路由六個結(jié)構(gòu)完全相同的執(zhí)行單元電路組成，每個執(zhí)行單元電路的輸入接單片機(jī)的輸出，其輸出接被控制電路；各部分電路的構(gòu)成及連接關(guān)系是同步單元電路由電阻R1～R3、電容C1和運算放大器F1組成，其中，電阻R1、電容C1串聯(lián)連接，電阻R1的另一端接外部互感器，電容C1的另一端接地；電阻R2、R3和運算放大器F1接成比例放大器，電阻R2一端接地，一端接運算放大器F1的同相輸入端，電阻R3接于運算放大器F1的同相輸入端和輸出端之間，運算放大器F1的反相輸入端接電阻R1、電容C1的串接點，其輸出端接單片機(jī)的B口的一個輸入端，三個同步單元電路分別接單片機(jī)的B口的RB0、RB1和RB2端；
控制信號輸入電路由鍵盤JP組成，鍵盤JP的的輸出端C0～C3分別接單片機(jī)的B口的RB4～RB7端；執(zhí)行單元電路由三極管Q、二極管D1、D2、脈沖變壓器T和晶閘管SCR組成，其中，三極管Q接成開關(guān)電路，其發(fā)射極接地，基極接輸入信號，脈沖變壓器T的原邊線圈作為三極管Q的集電極負(fù)載，續(xù)流二極管D1并聯(lián)連接于脈沖變壓器T的原邊線圈上，脈沖變壓器T的副邊線圈的輸出信號經(jīng)二極管D2整流后接于晶閘管SCR的控制極，晶閘管SCR的正、副極接被控制電路，六個執(zhí)行單元電路的三極管Q的基極分別接單片機(jī)的C口的RC0～RC5端。
上述三相可控電抗器控制器，所述同步單元電路與單片機(jī)之間各增加一個隔離電路GL1，隔離電路GL1的輸入端IN接運算放大器F1的輸出端，其C端的輸出信號接單片機(jī)的B口的一個輸入端；所述執(zhí)行單元電路與單片機(jī)之間各增加一個隔離電路GL2，隔離電路GL2的輸入端IN接單片機(jī)的C口的一個輸出端，其C端的輸出信號接三極管Q的基極。
上述三相可控電抗器控制器，所述控制信號輸入電路增加一個交流電壓輸入電路，所述交流電壓輸入電路由電壓互感器PT、有效值取樣電路YX1組成，電壓互感器PT的輸入端接交流電壓控制信號，其輸出端接于有效值取樣電路YX1的VIN和BUFIN端之間，有效值取樣電路YX1的BUFOUT端輸出的控制信號接單片機(jī)的E口的RE0端。
上述三相可控電抗器控制器，所述控制信號輸入電路增加一個交流電流輸入電路，所述交流電流輸入電路由電流互感器CT、有效值取樣電路YX2組成，電流互感器CT的輸入端接交流電流控制信號，其輸出端接有效值取樣電路YX2的VIN端，有效值取樣電路YX2的BUFOUT端輸出的控制信號接單片機(jī)的E口的RE1端。
上述三相可控電抗器控制器，所述控制信號輸入電路增加一個直流電壓輸入電路，所述直流電壓輸入電路由電位器W、電阻R4和運算放大器F2組成，其中，電阻R4和運算放大器F2接成電壓跟隨器，電位器W兩端接直流電壓控制信號，其滑動端的輸出信號接電壓跟隨器的輸入端，電壓跟隨器的輸出端輸出的控制信號接單片機(jī)的E口的RE0端。
上述三相可控電抗器控制器，所述控制信號輸入電路增加一個直流電流輸入電路，所述直流電流輸入電路由電阻R5～R7和運算放大器F3組成，其中，電阻R7和運算放大器F3接成電壓跟隨器，電阻R5一端接地一端接控制電流的輸入，電阻R5的非接地端的輸出信號經(jīng)電阻R6接電壓跟隨器的輸入端，電壓跟隨器的輸出端接單片機(jī)的E口的RE1端。
上述三相可控電抗器控制器，所述控制信號輸入電路增加一個上位機(jī)接口，所述上位機(jī)接口接單片機(jī)的C口的RC6～RC7端。
本實用新型通過上位機(jī)下傳、鍵盤JP敲入、交直流電壓輸入、交直流電流輸入等方式改變給定值，使可控電抗器阻抗能夠根據(jù)選定的控制策略按觸發(fā)角非線性受控變化或按標(biāo)幺值線性受控變化。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、控制精度高、抗干擾性強(qiáng)、性能穩(wěn)定而且控制、調(diào)試非常靈活、方便。


圖1是本實用新型電原理框圖；圖2是本實用新型電原理圖；圖3是交流電壓輸入電路電原理圖；圖4是交流電流輸入電路電原理圖；圖5是直流電壓輸入電路電原理圖；圖6是直流電流輸入電路電原理圖。
圖2中，CPU采用單片機(jī)PIC16C74，隔離電路GL1、GL2采用光電開關(guān)；圖3、圖4中有效值取樣電路YX1、YX2為AD536。
具體實施方式
本實用新型工作時，三相同步信號先經(jīng)電阻R1、電容C1調(diào)理，再經(jīng)電阻R2、R3和運算放大器F1組成的放大器整形，然后經(jīng)隔離電路GL1隔離后送到單片機(jī)的B口的RB0、RB1和RB2端，作為移相電路的時基。給定值由鍵盤JP送入單片機(jī)，也可以由電流互感器PT、電壓互感器CT、上位機(jī)輸入信號、電位器W或電阻R5組成的輸入單元送入；當(dāng)需要觸發(fā)角模式控制時，單片機(jī)程序進(jìn)入觸發(fā)角計算模塊進(jìn)行計算，此時改變給定值的大小觸發(fā)角可以從0°～180°按步長0.1°增減；當(dāng)需要標(biāo)幺值模式控制時，單片機(jī)程序進(jìn)入標(biāo)幺值計算模塊進(jìn)行計算，此時改變標(biāo)幺值的大小觸發(fā)角非線性增減，使可控電抗器阻抗從0～1按步長0.01增減；相應(yīng)的控制脈沖由單片機(jī)的C口的RC0～RC5端輸出，經(jīng)隔離電路GL2光耦隔離，三極管Q放大加到脈沖變壓器T上，脈沖變壓器T經(jīng)二極管D2驅(qū)動晶閘管SCR，即可實現(xiàn)改變可控電抗器阻抗的目的。本實用新型可增加一個顯示電路，顯示電路接于單片機(jī)的接口PORTD，即可實現(xiàn)實時顯示系統(tǒng)狀態(tài)，使用更加方便靈活。
權(quán)利要求1.一種三相可控電抗器控制器，其特征是，它由同步信號輸入電路、控制信號輸入電路、單片機(jī)、執(zhí)行電路組成，其中，同步信號輸入電路由三個結(jié)構(gòu)完全相同的同步單元電路組成，每個同步單元電路的輸入接外部互感器的輸出信號，輸出接單片機(jī)的信號輸入端；控制信號輸入電路的輸出接單片機(jī)的信號輸入端；執(zhí)行電路由六個結(jié)構(gòu)完全相同的執(zhí)行單元電路組成，每個執(zhí)行單元電路的輸入接單片機(jī)的輸出，其輸出接被控制電路；各部分電路的構(gòu)成及連接關(guān)系是同步單元電路由電阻R1～R3、電容C1和運算放大器F1組成，其中，電阻R1、電容C1串聯(lián)連接，電阻R1的另一端接外部互感器，電容C1的另一端接地；電阻R2、R3和運算放大器F1接成比例放大器，電阻R2一端接地，一端接運算放大器F1的同相輸入端，電阻R3接于運算放大器F1的同相輸入端和輸出端之間，運算放大器F1的反相輸入端接電阻R1、電容C1的串接點，其輸出端接單片機(jī)的B口的一個輸入端，三個同步單元電路分別接單片機(jī)的B口的RB0、RB1和RB2端；控制信號輸入電路由鍵盤JP組成，鍵盤JP的的輸出端C0～C3分別接單片機(jī)的B口的RB4～RB7端；執(zhí)行單元電路由三極管Q、二極管D1、D2、脈沖變壓器T和晶閘管SCR組成，其中，三極管Q接成開關(guān)電路，其發(fā)射極接地，基極接輸入信號，脈沖變壓器T的原邊線圈作為三極管Q的集電極負(fù)載，續(xù)流二極管D1并聯(lián)連接于脈沖變壓器T的原邊線圈上，脈沖變壓器T的副邊線圈的輸出信號經(jīng)二極管D2整流后接于晶閘管SCR的控制極，晶閘管SCR的正、副極接被控制電路，六個執(zhí)行單元電路的三極管Q的基極分別接單片機(jī)的C口的RC0～RC5端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述三相可控電抗器控制器，其特征是，所述同步單元電路與單片機(jī)之間各增加一個隔離電路GL1，隔離電路GL1的輸入端IN接運算放大器F1的輸出端，其C端的輸出信號接單片機(jī)的B口的一個輸入端；所述執(zhí)行單元電路與單片機(jī)之間各增加一個隔離電路GL2，隔離電路GL2的輸入端IN接單片機(jī)的C口的一個輸出端，其C端的輸出信號接三極管Q的基極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述三相可控電抗器控制器，其特征是，所述控制信號輸入電路增加一個交流電壓輸入電路，所述交流電壓輸入電路由電壓互感器PT、有效值取樣電路YX1組成，電壓互感器PT的輸入端接交流電壓控制信號，其輸出端接于有效值取樣電路YX1的VIN和BUFIN端之間，有效值取樣電路YX1的BUFOUT端輸出的控制信號接單片機(jī)的E口的RE0端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述三相可控電抗器控制器，其特征是，所述控制信號輸入電路增加一個交流電流輸入電路，所述交流電流輸入電路由電流互感器CT、有效值取樣電路YX2組成，電流互感器CT的輸入端接交流電流控制信號，其輸出端接有效值取樣電路YX2的VIN端，有效值取樣電路YX2的BUFOUT端輸出的控制信號接單片機(jī)的E口的RE1端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述三相可控電抗器控制器，其特征是，所述控制信號輸入電路增加一個直流電壓輸入電路，所述直流電壓輸入電路由電位器W、電阻R4和運算放大器F2組成，其中，電阻R4和運算放大器F2接成電壓跟隨器，電位器W兩端接直流電壓控制信號，其滑動端的輸出信號接電壓跟隨器的輸入端，電壓跟隨器的輸出端輸出的控制信號接單片機(jī)的E口的RE0端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述三相可控電抗器控制器，其特征是，所述控制信號輸入電路增加一個直流電流輸入電路，所述直流電流輸入電路由電阻R5～R7和運算放大器F3組成，其中，電阻R7和運算放大器F3接成電壓跟隨器，電阻R5一端接地一端接控制電流的輸入，電阻R5的非接地端的輸出信號經(jīng)電阻R6接電壓跟隨器的輸入端，電壓跟隨器的輸出端接單片機(jī)的E口的RE1端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述三相可控電抗器控制器，其特征是，所述控制信號輸入電路增加一個上位機(jī)接口，所述上位機(jī)接口接單片機(jī)的C口的RC6～RC7端。
專利摘要一種三相可控電抗器控制器，屬控制技術(shù)領(lǐng)域，用于提供性能穩(wěn)定、抗干擾性強(qiáng)、可以采用多種控制策略的電抗器控制器。其技術(shù)方案是它由同步信號輸入電路、控制信號輸入電路、單片機(jī)、執(zhí)行電路組成。所述同步單元電路、執(zhí)行單元電路與單片機(jī)之間各增加一個隔離電路，另外，本實用新型還可以在控制信號輸入電路分別增加交直流電壓、電流輸入電路，并可與上位機(jī)接口進(jìn)行通訊。本實用新型控制精度高、性能穩(wěn)定，控制靈活、方便?？捎糜诳刂迫嗷蛉齻€獨立的單相電抗器。
文檔編號H02P13/00GK2865134SQ200520135628
公開日2007年1月31日 申請日期2005年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月31日
發(fā)明者趙志強(qiáng), 穆桂霞, 張 雄, 趙雙喜 申請人:保定天威集團(tuán)有限公司