基于AVR单片机的无功补偿控制器设计

摘要

在分析现有各种系统优缺点的基础上，我们设计了无功补偿控制系统，它可在PC端控制可控硅与交流真空接触器并联组成的复合式开关对电容组进行投切，采用这种开关投切电容无涌流及谐波污染。系统主要功能模块可分为：下位机数据采集处理模块、复合式开关控制模块、通讯模块和上位计算机的集中显示采集数据、数据标定、报警值设置、自动投切控制等。
　　 系统以AVR系列单片机中的Atmega48作为主控MCU进行设计，在控制器中，有关开关量的输入输出使用了MOC3061等光电隔离器，能有效抑制各种噪声的干扰；采用统计的方法对一个电网周期20ms 内进行连续96次AD采样，省略了整流电路；采用CAN转RS232的方式与上位机通讯，可进行远距离实时监测及控制。软件部分主要完成了上、下位机程序设计，下位机是针对单片机编程，编程采用C语言，编写了A/D转换程序、复合式开关控制程序、数据通信程序等；上位机以LabWindows/CVI为开发平台进行软件设计，系统提供了友好的人机对话操作界面，可对现场电网6相电压(其中3相为3个真空交流接触器两端电压)3相电流进行实时监测、可设置报警值和投切延时时间、并具有过压及过电流保护功能，实现了系统的智能化监控。考虑到本系统可能受到外部和内部的干扰，在硬件和软件设计中都进行了相关抗干扰设计。
　　 本装置经过实验室测试和工厂长期的现场应用，各项性能指标能满足用户的要求。