一種中頻柜專用消諧控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種中頻柜專用消諧控制器，包括：中頻柜和設(shè)置在中頻柜上的控制器，控制器外設(shè)置有保護(hù)外殼，外保護(hù)殼內(nèi)設(shè)置有集成電路板，外保護(hù)殼的正面設(shè)置有全觸摸液晶顯示屏，蜂鳴器、LED燈、按鍵和電路開關(guān)均在全觸摸液晶顯示屏上顯示，外保護(hù)殼的左右兩側(cè)邊設(shè)置有散熱孔，散熱孔上下方均設(shè)置有掛件孔，外保護(hù)殼的上下兩側(cè)邊設(shè)置有安裝孔和端子孔，該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，能有效提高設(shè)備供電能力，降低電流輸出，改善電能質(zhì)量，降低運(yùn)行中變壓器的溫升，解決電壓不穩(wěn)定問題，增加變壓器有效容量，提高變壓器的安全運(yùn)行系數(shù)。
【專利說明】
一種中頻柜專用消諧控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種中頻柜，具體涉及一種中頻柜專用消諧控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]控制器(英文名稱:controller)是指按照預(yù)定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)和反向的主令裝置。由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序產(chǎn)生器和操作控制器組成，它是發(fā)布命令的〃決策機(jī)構(gòu)〃，即完成協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作。
[0003]傳統(tǒng)的控制器單純是一個(gè)無功功率補(bǔ)償控制器，靠無功功率來投切電容組，可靠性低，沒有針對(duì)性的東西。在諧波較大的系統(tǒng)中，尤其不適用，不僅起不到消諧補(bǔ)償?shù)淖饔茫炊鴷?huì)使諧波加大電氣設(shè)備發(fā)熱損耗，增加功耗，加速絕緣老化，影響設(shè)備使用壽命，增高變壓器的溫度，使其生產(chǎn)設(shè)備誤動(dòng)作，降低變壓器使用壽命;諧波將其吸收的一部分電網(wǎng)電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹C波返送到電網(wǎng)中去，因此電能表會(huì)將諧波能力當(dāng)做發(fā)電來進(jìn)行計(jì)算，從而導(dǎo)致計(jì)算誤差，所有接近電網(wǎng)中的設(shè)備損耗都會(huì)增加，溫升增加，其中電力電容器的設(shè)備受損最嚴(yán)重，甚至可能導(dǎo)致燒毀及爆炸等。
[0004]目前市場(chǎng)上有很多JKW型無功補(bǔ)償控制器，以無功功率計(jì)算投切電容容量，可設(shè)置目標(biāo)功率因數(shù)范圍，數(shù)碼管顯示總功率因數(shù)，有功功率、無功功率等，這種控制器雖然價(jià)格便宜，但其可靠性低沒有針對(duì)性的東西，無法抵抗諧波的干擾，會(huì)引起任何形式的投切震蕩。
[0005]因此，生產(chǎn)一種結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，能有效提高設(shè)備供電能力，降低電流輸出，改善電能質(zhì)量，降低運(yùn)行中變壓器的溫升，解決電壓不穩(wěn)定問題，增加變壓器有效容量，提高變壓器的安全運(yùn)行系數(shù)的中頻柜專用消諧控制器，具有廣泛的市場(chǎng)前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，能有效提高設(shè)備供電能力，降低電流輸出，改善電能質(zhì)量，降低運(yùn)行中變壓器的溫升，解決電壓不穩(wěn)定問題，增加變壓器有效容量，提高變壓器的安全運(yùn)行系數(shù)的中頻柜專用消諧控制器。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種中頻柜專用消諧控制器，包括:中頻柜和設(shè)置在中頻柜上的控制器，所述的控制器外設(shè)置有保護(hù)外殼，外保護(hù)殼內(nèi)設(shè)置有集成電路板，所述的集成電路板由電源、單片機(jī)、電壓測(cè)量模塊、電流測(cè)量模塊、溫度傳感器、時(shí)鐘芯片、蜂鳴器、LED燈、按鍵、電路開關(guān)、全觸摸液晶顯示屏、電流互感器、繼電器、頂調(diào)電位器、有源晶振、二極管、三極管、電容和電阻組成，所述的外保護(hù)殼的正面設(shè)置有全觸摸液晶顯示屏，所述的蜂鳴器、LED燈、按鍵和電路開關(guān)均在全觸摸液晶顯示屏上顯示，外保護(hù)殼的左右兩側(cè)邊設(shè)置有散熱孔，散熱孔上下方均設(shè)置有掛件孔，外保護(hù)殼的上下兩側(cè)邊設(shè)置有安裝孔和端子孔。
[0008]所述的集成電路板的電路連接如下連接方式，電壓測(cè)量模塊、電流測(cè)量模塊、溫度傳感器、時(shí)鐘芯片、蜂鳴器、LED燈、按鍵和電路開關(guān)的電路均與全觸摸液晶顯示屏的電路相連接，所述的電源包括:0￥1、0￥2和0￥3;集成貼片包括:1]1、1]2、1]3、1]4、1]5、1]6、1]7、1]8、1]9、1]10、U11、U12、U、U13、U14、U15和U16;電容包括:C20、C23、C28、C29、C5、C32、C33、C37、C45、 C47、 C48、 C49、 C50、 C51、 C52、 C54、 C55、 C56、 C57、 C58、 C59、 C60、 C61、C2、C3、 Cll、 C13、 C18、 C40、 C53、 C68、 C69、 C70、 C71、 C72、 C73、 C74、 C75、 C76、C6、C7、 C8、C41、 C42、C10、 C16、 C22、 C63、 C64、 C66、C26、 C38、C24、 C25，C4、 C14、 C19、C27、C30、C62、C65、C67、C31、C34、C35、C36、C44和C39;安規(guī)電容C78，其中，C49、C50、C51、C52、C60、C61、C47、C48、C54、C55、C56、C57、C58、C59、 C45、C44、C20、C23、C25、C26、C28、C29、C38為10nF電源濾波電容，C33、C34、C74、C75為輸入濾波器件，C35、C36為輸出濾波電容，Cl為波形濾波電容；電阻包括:R6、R7、R8、R4、R23、R59，R25、R12、R13、R22、R29、R35、 R36、 R53、 R54、 R69、R3、 R26、R92，R2、 R5、 R1、 R27、 R32、 R34、 R42、 R52、R60、R61、R62、R63、R65、R66、R67、R76、R77、R9、RU、R33、R38、R49、R57、R80、R82、 R84、 R86、 R88、 R90、R19、 R20、 R21、R16、 R18、 R24、 R28、 R31、R1、 R14、 R30、R37、 R41、 R43、 R44、 R45、 R46、 R47、 R48、 R50、 R51、 R55、 R68、 R71、 R73、 R74、R75、R78、R79、R85和 R89;精密電阻R6、R7和 R8;二極管包括:D14、D15、D16、D17、D18、 D19、 D20、 D21、 D22、 D23、 D24、 D25、 D50、 D51、D36、 D37、 D38、 D39、 D40、D41、 D42、 D43、 D44、 D45、 D46、 D47，D1、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6、 D8、 D9、 D26、 D27、D28、 D29、 D30、 D31、D33、 D34、 D35、D100、D10、 Dll、 D32、D_V1、 D_V2、 D_V3、 D_V4、D7、D12和 D13;三極管包括:Ql和Q7;繼電器包括:JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4、JDQ5、JDQ6、JDQ7、JDQ8、JDQ9、JDQ10、JDQll, JDQ12、JDQ13和 JDQ14;電流互感器包括:CTA2、CTB2、CTC2，CTA1、CTBl和 CTCl;有源晶振包括:50M的ZJl和8M的ZJ2;按鍵SI;焊點(diǎn)Jl、J2和J3; 1P插座為J4; 5P端子為J5;液晶顯示屏IXDl;蜂鳴器FMl;頂調(diào)電位器RWl;其中，控制器的CPLD 為U11采用100管腳的EPM240C100T5N制成，C49、C50、C51、C52、C60、C61、C47、C48為Ull的電源濾波電容，ZJl為Ull的有源晶振通過Ull的12腳CLKO輸入時(shí)鐘芯片，D13為Ull的運(yùn)行指示燈提示Ul I的運(yùn)行狀態(tài)，IK的R77為Ul I的限流電阻，J4為Ul I的下載接口 ；控制器的單片機(jī)CPU為UlO采用100管腳的STM32F103VGT6制成，J5為UlO的仿真接口，通過這個(gè)J5對(duì)STM32進(jìn)行仿真和下載程序，1K的R74和R75分別為UlO的下載接口的上拉電阻和下拉電阻。C54、C55、C56、C57、C58、C59為UlO的電源濾波電容以提供更加穩(wěn)定的電源，R73、C46和SI組成Ul O的復(fù)位電路，復(fù)位電路包括上電復(fù)位與按鍵復(fù)位，LCDI為TFT7寸彩色液晶顯示屏，通過串口與UlO相連進(jìn)行通信;U8為AMSl117-3.3V穩(wěn)壓芯片為控制器的CPLD與單片機(jī)提供3.3V電壓;U3為MAX485芯片，Ul和U4為U3的信號(hào)隔離光耦，R2、R3、R26和R27為485輸入、輸出電阻，01、町8、!?28和1?24構(gòu)成一個(gè)反向電路作為1]3的控制信號(hào)，1?16、1?22、1?29、1?31、1?25、DV_1、DV_2、DV_3、DV_4為U3輸出保護(hù)電路，U6為信號(hào)采集模塊，采用8通道16位并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC7606BST型號(hào)的集成鐵片制成，C20、C23、C25、C26、C28、C29和C38均為U6的電源濾波電容，J1、J2和J3為采樣控制選擇焊點(diǎn)，R60、R61和R63為外圍電路;繼電器JDQl?JDQ14均為型號(hào)HF46的單刀單擲常開繼電器，可通過250V/5A的信號(hào)，D14~D25、D50和D51為繼電器續(xù)流二極管，U12和U13為ULN2003芯片來驅(qū)動(dòng)繼電器，JP2為繼電器輸出端子和溫度傳感器輸入端子和U3的通信端子，BJP為蜂鳴器輸出端子和控制器總開關(guān)端子;D32、R78和C53為溫度傳感器輸入保護(hù)電路;Q7、FM1和R92組成為蜂鳴器報(bào)警電路；電壓互感器模塊R6、R7、R8、R19、R20、R21和R23構(gòu)成三相電壓采樣的分壓電路，該電路將電壓信號(hào)衰減450倍把信號(hào)送給U6，C6、C7和C8為濾波電容，濾掉電壓波形上的毛刺，PU為電壓輸入端子，可輸出最高400V的電壓；電流互感器模塊包括ABC三相電流電路，其中PI為電流輸入端子、PGND為電流輸出端子，0'八1、(^81和(:1'(:1分別為4、8和(:的三相電流采樣互感器，第一路電流由1?12、036、037、1?5、尺14、(:1工3、09、(:11和1]24構(gòu)成一個(gè)100倍放大電路，將采集過來的電流信號(hào)放大100倍送給U6，其中R12為反相輸入電阻，R5為反饋電阻，Cl為波形濾波電容，C3、C11為電源濾波電容，R14、C9為輸出阻抗匹配電路，其余兩路為B、C相的電流放大電路，U15包括U15A和U15B兩路電路，其中R65、C43、R72、R64和U15A構(gòu)成U15的一個(gè)放大電路，此電路對(duì)U15的信號(hào)放大100倍，C74、C75為U15的電源濾波電容，U9為比較器，輸入信號(hào)通過100K的R70耦合電阻的U9輸出接IK上拉電阻R67接到供電電源上，同時(shí)對(duì)地接47pF電容濾掉毛刺，再把U9的輸出信號(hào)送給U11，(^1、08、09、1?69、1?68工40和1]158為1]15的另一個(gè)電流放大電路，其中(^1為漏電電流采集互感器，將ABC三相電流線穿過，若有漏電電流就會(huì)反映到互感器二次，U15B、R69、R67構(gòu)成的放大電路將該漏電信號(hào)放大，R71、RWl、U9B、R66和、C41構(gòu)成比較電路，將放大后的漏電信號(hào)與一個(gè)直流信號(hào)比較，若漏電信號(hào)大于直流信號(hào)的話，U9將輸出一個(gè)脈沖信號(hào)送給UlO，其中這個(gè)直流信號(hào)由頂調(diào)電位器RWl提供，調(diào)節(jié)RWl可改變這個(gè)直流信號(hào)的大小，從而控制漏電報(bào)警電流的大小;DY I為5 V轉(zhuǎn)± 12 V電源模塊為電路中的運(yùn)放提供電源，L1、C33和C34為輸入濾波器件，C35和C36為輸出濾波電容;DY2為U3提供獨(dú)立的電源，R62和D7構(gòu)成一個(gè)DY2電源指示電路，C27和C30分別是電源輸入、輸出濾波電容;DY3為控制器主供電電源，采用220V轉(zhuǎn)5V2A電源模塊，JPl為輸入端子、FUSE為220V1A保險(xiǎn)絲，MOV為壓敏電阻、NTC為溫敏電阻都起到保護(hù)電源的作用，C45、C44為DY3電源濾波電容，DlO和Dll為瞬變二極管，消除電源模塊輸出毛刺。
[0009 ]所述的集成電路板采用雙層的PCB板材的主板制成。
[0010]所述的全觸摸液晶顯示屏上還設(shè)置有密碼保護(hù)。
[0011]所述的三極管Ql采用9013-S0T23的封裝貼片三極管制成，三極管Q7采用9012-S0T23的封裝貼片三極管制成。
[0012]所述的二極管D14、D15、D16、D17、D18、D19、D20、D21、D22、D23、D24、D25、 D50、 D51、D36、 D37、 D38、 D39、 D40、 D41、 D42、 D43、 D44、 D45、 D46、 D47、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D8、D9、D26、D27、D28、D29、D30和 D31 采用IN4148的封裝貼片二極管制成，二極管D33、D34、D35、D100、D10、Dll、D32、D_V1、D_V2、D_V3和D_V4采用SMBJ6.0CA的封裝貼片二極管制成。
[0013]所述的控制器的U2、U5、U7和U16采用0PA4277-S0P14的集成貼片制成，U15采用LM358-S0P8的集成貼片制成，U9采用LM393-S0P8的集成貼片制成，U3采用MAX485-S0P8的集成貼片制成，Ul和U4采用PC817-S0P4的集成貼片制成，UlO采用LQFP100-STM32F103VGT6的集成貼片制成，U12和U13采用ULN2003-S0P16的集成貼片制成，U8采用AMS1117-3.3V-S0T223的集成貼片制成，U11采用LQFP100-EPM240T100C5N的集成貼片制成，U6采用LQFP64/ADC7606BST的集成貼片制成。
[0014]所述的控制器整體制采用c語言運(yùn)行算法。
[0015]本發(fā)明具有如下的積極效果:本發(fā)明一種中頻柜專用消諧控制器，針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)缺陷特此研發(fā)了該中頻柜專用消諧控制器，本發(fā)明的控制器能精確測(cè)量出三相電壓、三相電流，換算出的功率因數(shù)只是一個(gè)顯示數(shù)據(jù)，不作為消諧控制投切條件使用;發(fā)明控制器是根據(jù)測(cè)量出的三相電壓、三相電流的數(shù)據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)換算出的畸變率來投切，對(duì)諧波電流含量具有很強(qiáng)的針對(duì)性，外觀精致，全觸屏操作，測(cè)量精度高，實(shí)時(shí)顯示電壓畸變率、電流畸變率、基波功率因數(shù)，控制器內(nèi)部的CPU自帶有掉電記憶功能，具有掉電保護(hù)功能數(shù)據(jù)不丟失等，手動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)行兩種工作方式，采集到的三相電壓和三相電流，通過軟件自動(dòng)運(yùn)算，得出諧波電流占基本電流的百分比，控制器根據(jù)每一回路消除諧波的含量自動(dòng)存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)定的諧波含量值投入控制器每組濾波器容量，當(dāng)投入的濾波器容量達(dá)到設(shè)定的諧波含量值時(shí)則停止投入，反之若投入的濾波器容量未達(dá)到設(shè)定的諧波含量值時(shí)則繼續(xù)投入濾波器組，每投入I個(gè)回路消除總諧波含量的6%?7%，可避免任何形式的投切震蕩，有過壓保護(hù)和過流保護(hù)功能，出現(xiàn)異常情況自動(dòng)化顯示報(bào)警狀況，報(bào)警形式是顯示在觸摸屏上，以一個(gè)報(bào)警信號(hào)輸出的方式以便及時(shí)處理，以便及時(shí)處理，符合國家電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，另外，本產(chǎn)品采用PCB版控制方案，內(nèi)設(shè)獨(dú)有的系統(tǒng)程序，采用高精度互感器，自動(dòng)貼片焊接，比現(xiàn)有的普通控制器運(yùn)用的線路板工作效率更精確更穩(wěn)定，采用獨(dú)立顯示按鍵全觸屏操作比普通控制器操作更方便、快捷，反應(yīng)速度靈敏，內(nèi)置密碼保護(hù)，如果非專業(yè)人員操作，密碼輸入錯(cuò)誤將無法操作，這也防止人為性的誤操作，本產(chǎn)品最大的特點(diǎn)就是綜合電能質(zhì)量測(cè)量及提升達(dá)到實(shí)踐目的，整機(jī)控制采用c語言運(yùn)行算法，及時(shí)高效的處理互感器反饋過來的電信號(hào)，并進(jìn)行判斷輸出。結(jié)構(gòu)簡單布線一目了然，比一般的測(cè)量儀數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，測(cè)量反饋電信號(hào)數(shù)據(jù)更快更直接，顯示屏幕可顯示測(cè)量數(shù)據(jù)達(dá)到一目了然的便捷性和直觀性。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的主結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明集成電路板整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明CPLD電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明單片機(jī)控制器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明U6信號(hào)采集電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖6為本發(fā)明U3信號(hào)隔離光耦電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖7為本發(fā)明U12和U13電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖8為本發(fā)明U16電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖9為本發(fā)明U15電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖10為本發(fā)明電流采樣電路結(jié)構(gòu)示意圖之一。
[0026]圖11為本發(fā)明電流采樣電路結(jié)構(gòu)示意圖之一。
[0027]圖12為本發(fā)明全觸摸液晶顯示屏IXDl的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖13為本發(fā)明漏電保護(hù)電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖14為本發(fā)明復(fù)位電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖15為本發(fā)明單片機(jī)供電電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖16為本發(fā)明DYl電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖17為本發(fā)明DY2電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖18為本發(fā)明DY3電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖19為本發(fā)明集成電路板整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖中:1、外保護(hù)殼2、集成電路板3、全觸摸液晶顯示屏4、散熱孔5、掛件孔6、安裝孔7、端子孔。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0037]如圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19所示一種中頻柜專用消諧控制器，包括:中頻柜和設(shè)置在中頻柜上的控制器，所述的控制器外設(shè)置有保護(hù)外殼I，外保護(hù)殼I內(nèi)設(shè)置有集成電路板2，所述的集成電路板2由電源、單片機(jī)、電壓測(cè)量模塊、電流測(cè)量模塊、溫度傳感器、時(shí)鐘芯片、蜂鳴器、LED燈、按鍵、電路開關(guān)、全觸摸液晶顯示屏3、電流互感器、繼電器、頂調(diào)電位器、有源晶振、二極管、三極管、電容和電阻組成，所述的外保護(hù)殼I的正面設(shè)置有全觸摸液晶顯示屏3，所述的蜂鳴器、LED燈、按鍵和電路開關(guān)均在全觸摸液晶顯示屏3上顯示，外保護(hù)殼I的左右兩側(cè)邊設(shè)置有散熱孔4，散熱孔4上下方均設(shè)置有掛件孔5，外保護(hù)殼I的上下兩側(cè)邊設(shè)置有安裝孔6和端子孔7。所述的集成電路板2的電路連接如下連接方式，所述的電壓測(cè)量模塊、電流測(cè)量模塊、溫度傳感器、時(shí)鐘芯片、蜂鳴器、LED燈、按鍵和電路開關(guān)的電路均與全觸摸液晶顯示屏3的電路相連接，所述的電源包括:DY1、0丫2和0￥3;集成貼片包括:1]1、1]2、1]3、1]4、1]5、1]6、1]7、1]8、1]9、1]10、1]11、1]12、1]、1]13、1]14、1]15和U16;電容包括:C20、C23、C28、C29，C5、C32、C33、C37、C45、C47、C48、C49、C50、C51、 C52、 C54、 C55、 C56、 C57、 C58、 C59、 C60、 C61、C2、 C3、 Cll、 C13、 C18、 C40、C53、 C68、 C69、 C70、 C71、 C72、 C73、 C74、 C75、 C76、C6、 C7、 C8、C41、 C42、C10、C16、 C22、 C63、 C64、 C66、C26、 C38、C24、 C25，C4、 C14、 C19、 C27、 C30、 C62、 C65、C67、C31、C34、C35、C36、C44和C39;安規(guī)電容C78，其中，C49、C50、C51、C52、C60、C61、C47、C48、C54、C55、C56、C57、C58、C59、C45、C44、C20、C23、C25、C26、C28、C29、C38為10nF電源濾波電容，C33、C34、C74、C75為輸入濾波器件，C35、C36為輸出濾波電容，Cl為波形濾波電容；電阻包括:R6、R7、R8、R4、R23、R59、R25、R12、R13、R22、R29、R35、R36、R53、R54、R69、R3、 R26、R92，R2、 R5、 R1、 R27、 R32、 R34、 R42、 R52、 R60、 R61、 R62、 R63、R65、R66、R67、R76、R77、R9、RU、R33、R38、R49、R57、R80、R82、R84、R86、R88、R90、R19、 R20、 R21、R16、 R18、 R24、 R28、 R31、R1、 R14、 R30、 R37、 R41、 R43、 R44、R45、 R46、 R47、 R48、 R50、 R51、 R55、 R68、 R71、 R73、 R74、 R75、 R78、 R79、 R85和R89;精密電阻R6、R7和 R8 ;二極管包括:D14、D15、D16、D17、D18、D19、D20、D21、D22、 D23、 D24、 D25、 D50、 D51，D36、 D37、 D38、 D39、 D40、 D41、 D42、 D43、 D44、D45、 D46、 D47，D1、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6、 D8、 D9、 D26、 D27、 D28、 D29、 D30、 D31、D33、D34、D35、D100、D10、Dll、D32、D_V1、D_V2、D_V3、D_V4、D7、D12和 D13;三極管包括:Ql和Q7;繼電器包括:JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4、JDQ5、JDQ6、JDQ7、JDQ8、JDQ9、JDQlO, JDQlU JDQl2, JDQ13和 JDQ14;電流互感器包括:CTA2、CTB2、CTC2，CTA1、CTBl和CTCl;有源晶振包括:50M的ZJl和8M的ZJ2;按鍵SI;焊點(diǎn)Jl、J2和J3; 1P插座為J4; 5P端子為J5;液晶顯示屏LCDl;蜂鳴器FMl;頂調(diào)電位器RWl;其中，控制器的CPLD為UlI采用100管腳的EPM240C100T5N制成，C49、C50、C51、C52、C60、C61、C47、C48為U11的電源濾波電容，ZJl為Ul I的有源晶振通過Ul I的12腳CLKO輸入時(shí)鐘芯片，D13為Ul I的運(yùn)行指示燈提示Ul I的運(yùn)行狀態(tài)，IK的R77為Ull的限流電阻，J4為Ull的下載接口；控制器的單片機(jī)CPU為UlO采用100管腳的STM32F103VGT6制成，J5為UlO的仿真接口，通過這個(gè)J5對(duì)STM32進(jìn)行仿真和下載程序，1K的R74和R75分別為UlO的下載接口的上拉電阻和下拉電阻。C54、C55、C56、C57、C58、C59為UlO的電源濾波電容以提供更加穩(wěn)定的電源，R73、C46和SI組成UlO的復(fù)位電路，復(fù)位電路包括上電復(fù)位與按鍵復(fù)位，IXDI為TFT7寸的全觸摸液晶顯示屏3，通過串口與U1相連進(jìn)行通信;U8為AMSl 117-3.3V穩(wěn)壓芯片為控制器的CPLD與單片機(jī)提供3.3V電壓;U3為MAX485芯片，Ul和U4為U3的信號(hào)隔離光耦，R2、R3、R26和R27為485輸入、輸出電阻，Q1、R18、尺28和1?24構(gòu)成一個(gè)反向電路作為1]3的控制信號(hào)，1?16、1?22、1?29、1?31、1?25、0￥_1、0￥_2、0￥_3、DV_4為U3輸出保護(hù)電路，U6為信號(hào)采集模塊，采用8通道16位并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC7606BST型號(hào)的集成鐵片制成，C20、C23、C25、C26、C28、C29和C38均為U6的電源濾波電容，J1、J2和J3為采樣控制選擇焊點(diǎn)，R60、R61和R63為外圍電路;繼電器JDQl?JDQ14均為型號(hào)HF46的單刀單擲常開繼電器，可通過250V/5A的信號(hào)，D14~D25、D50和D51為繼電器續(xù)流二極管，U12和U13為ULN2003芯片來驅(qū)動(dòng)繼電器，JP2為繼電器輸出端子和溫度傳感器輸入端子和U3的通信端子，BJP為蜂鳴器輸出端子和控制器總開關(guān)端子;D32、R78和C53為溫度傳感器輸入保護(hù)電路47、？11和1?92組成為蜂鳴器報(bào)警電路；電壓互感器模塊1?6、1?7、1?8、1?19、1?20、1?21和1?23構(gòu)成三相電壓采樣的分壓電路，該電路將電壓信號(hào)衰減450倍把信號(hào)送給U6，C6、C7和C8為濾波電容，濾掉電壓波形上的毛刺，PU為電壓輸入端子，可輸出最高400V的電壓；電流互感器模塊包括ABC三相電流電路，其中PI為電流輸入端子、PGND為電流輸出端子，CTAl、CTBI和(^(:1分別為4、8和(:的三相電流采樣互感器，第一路電流由1?12、036、037、1?5、1?14、(:1、03工9、Cll和U2A構(gòu)成一個(gè)100倍放大電路，將采集過來的電流信號(hào)放大100倍送給U6，其中R12為反相輸入電阻，R5為反饋電阻，Cl為波形濾波電容，C3、Cl I為電源濾波電容，R14、C9為輸出阻抗匹配電路，其余兩路為B、C相的電流放大電路，U15包括U15A和U15B兩路電路，其中R65、C43、R72、R64和U15A構(gòu)成U15的一個(gè)放大電路，此電路對(duì)U15的信號(hào)放大100倍，C74、C75為Ul 5的電源濾波電容，U9為比較器，輸入信號(hào)通過10K的R70耦合電阻的U9輸出接IK上拉電阻R67接到供電電源上，同時(shí)對(duì)地接47pF電容濾掉毛刺，再把U9的輸出信號(hào)送給Ul I，CTAl、D8、D9、R69、R68、C40和U15B為U15的另一個(gè)電流放大電路，其中CTAl為漏電電流采集互感器，將ABC三相電流線穿過，若有漏電電流就會(huì)反映到互感器二次，U15B、R69、R67構(gòu)成的放大電路將該漏電信號(hào)放大，1?71、1^1、1]98、1?66和工41構(gòu)成比較電路，將放大后的漏電信號(hào)與一個(gè)直流信號(hào)比較，若漏電信號(hào)大于直流信號(hào)的話，U9將輸出一個(gè)脈沖信號(hào)送給U10，其中這個(gè)直流信號(hào)由頂調(diào)電位器RWl提供，調(diào)節(jié)RWl可改變這個(gè)直流信號(hào)的大小，從而控制漏電報(bào)警電流的大小;DYl為5V轉(zhuǎn)± 12V電源模塊為電路中的運(yùn)放提供電源，L1、C33和C34為輸入濾波器件，C35和C36為輸出濾波電容;DY2為U3提供獨(dú)立的電源，R62和D7構(gòu)成一個(gè)DY2電源指示電路，C27和C30分別是電源輸入、輸出濾波電容;DY3為控制器主供電電源，采用220V轉(zhuǎn)5V2A電源模塊，JPl為輸入端子、FUSE為220V1A保險(xiǎn)絲，MOV為壓敏電阻、NTC為溫敏電阻都起到保護(hù)電源的作用，C45、C44為DY3電源濾波電容，D10和D11為瞬變二極管，消除電源模塊輸出毛刺。所述的集成電路板采用雙層的PCB板材的主板制成。所述的全觸摸液晶顯示屏上還設(shè)置有密碼保護(hù)。所述的三極管Ql采用9013-S0T23的封裝貼片三極管制成，三極管Q7采用9012-S0T23的封裝貼片三極管制成。所述的二極管D14、D15、D16、D17、D18、D19、D20、D21、 D22、 D23、 D24、 D25、 D50、 D51、D36、 D37、 D38、 D39、 D40、 D41、 D42、 D43、D44、 D45、 D46、 D47、D1、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6、 D8、 D9、 D26、 D27、 D28、 D29、 D30和D31 采用IN4148的封裝貼片二極管制成，二極管D33、D34、D35、D100、D10、Dll、D32、D_V1、D_V2、D_V3和D_V4采用SMBJ6.0CA的封裝貼片二極管制成。所述的控制器的U2、U5、U7和U16采用0PA4277-S0P14的集成貼片制成，U15采用LM358-S0P8的集成貼片制成，U9采用LM393-S0P8的集成貼片制成，U3采用MAX485-S0P8的集成貼片制成，Ul和U4采用PC817-S0P4的集成貼片制成，UlO采用LQFP100-STM32F103VGT6的集成貼片制成，1112和1]13采用ULN2003-S0P16的集成貼片制成，U8采用AMS1117-3.3V-SOT223的集成貼片制成，Ull采用LQFP100-EPM240T100C5N的集成貼片制成，U6采用LQFP64/ADC7606BST的集成貼片制成。所述的控制器整體制采用c語言運(yùn)行算法。
[0038]本發(fā)明在使用時(shí)，當(dāng)手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，電路連接完成檢查無誤后，開始上電，控制器的全觸摸液晶顯示屏3的屏幕亮，根據(jù)用戶實(shí)際匹配的電壓互感器、電流互感器參數(shù)設(shè)定控制器內(nèi)對(duì)應(yīng)的電壓互感器變比值和電流互感器變比值輸入，根據(jù)控制器顯示的系統(tǒng)電壓值再設(shè)置菜單中的過壓值，設(shè)置為系統(tǒng)電壓值的1.3倍，欠壓值設(shè)置為系統(tǒng)電壓值的0.7倍;根據(jù)控制顯示的系統(tǒng)電流，設(shè)置菜單中的過流保護(hù)值為系統(tǒng)電流值的1.4倍;根據(jù)本柜設(shè)計(jì)的回路容量設(shè)置控制器的輸出回路數(shù);設(shè)置每一回路消除諧波占基波含量的百分比值，根據(jù)消諧柜裝機(jī)的實(shí)際容量設(shè)置每一個(gè)回路的容量;參數(shù)設(shè)置完成后，保存，然后退出參數(shù)設(shè)置界面，進(jìn)入控制器運(yùn)行界面，點(diǎn)擊總開關(guān)，使合閘信號(hào)燈亮，進(jìn)入手動(dòng)運(yùn)行界面，手動(dòng)點(diǎn)擊控制器的輸出回路開關(guān)，使其全部閉合，觀察閉合信號(hào)燈有沒有信號(hào)反饋，如有信號(hào)反饋，觀察控制系統(tǒng)是否運(yùn)行正常；當(dāng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，開始上電，控制器的全觸摸液晶顯示屏3的屏幕亮，根據(jù)用戶實(shí)際匹配的電壓互感器、電流互感器參數(shù)設(shè)定控制器內(nèi)對(duì)應(yīng)的電壓互感器變比值和電流互感器變比值輸入，根據(jù)控制器顯示的系統(tǒng)電壓值再設(shè)置菜單中的過壓值，設(shè)置為系統(tǒng)電壓值的1.3倍，欠壓值設(shè)置為系統(tǒng)電壓值的0.7倍;根據(jù)控制顯示的系統(tǒng)電流，設(shè)置菜單中的過流保護(hù)值為系統(tǒng)電流值的1.4倍;根據(jù)本柜設(shè)計(jì)的回路容量設(shè)置控制器的輸出回路數(shù);參數(shù)設(shè)置完成后，保存，然后退出參數(shù)設(shè)置界面，進(jìn)入控制器運(yùn)行界面，點(diǎn)擊總開關(guān)，使合閘信號(hào)燈亮，進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行界面，采集到的三相電壓和三相電流，通過軟件自動(dòng)運(yùn)算，得出諧波電流占基本電流的百分比，控制器根據(jù)每一回路消除諧波的含量自動(dòng)存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)定的諧波含量值投入控制器每組濾波器容量，當(dāng)投入的濾波器容量達(dá)到設(shè)定的諧波含量值時(shí)則停止投入，反之若投入的濾波器容量未達(dá)到設(shè)定的諧波含量值時(shí)則繼續(xù)投入濾波器組，每投入I個(gè)回路消除總諧波含量的6%?7%，信號(hào)燈有沒有信號(hào)反饋，如有信號(hào)反饋，觀察控制系統(tǒng)是否運(yùn)行正常。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種中頻柜專用消諧控制器，包括:中頻柜和設(shè)置在中頻柜上的控制器，所述的控制器外設(shè)置有保護(hù)外殼，外保護(hù)殼內(nèi)設(shè)置有集成電路板，所述的集成電路板由電源、單片機(jī)、電壓測(cè)量模塊、電流測(cè)量模塊、溫度傳感器、時(shí)鐘芯片、蜂鳴器、LED燈、按鍵、電路開關(guān)、全觸摸液晶顯示屏、電流互感器、繼電器、頂調(diào)電位器、有源晶振、二極管、三極管、電容和電阻組成，所述的外保護(hù)殼的正面設(shè)置有全觸摸液晶顯示屏，所述的蜂鳴器、LED燈、按鍵和電路開關(guān)均在全觸摸液晶顯示屏上顯示，外保護(hù)殼的左右兩側(cè)邊設(shè)置有散熱孔，散熱孔上下方均設(shè)置有掛件孔，外保護(hù)殼的上下兩側(cè)邊設(shè)置有安裝孔和端子孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中頻柜專用消諧控制器，其特征在于:所述的集成電路板的電路連接如下連接方式，電壓測(cè)量模塊、電流測(cè)量模塊、溫度傳感器、時(shí)鐘芯片、蜂鳴器、LED燈、按鍵和電路開關(guān)的電路均與全觸摸液晶顯示屏的電路相連接，所述的電源包括:DY1、0丫2和0￥3;集成貼片包括:1]1、1]2、1]3、1]4、1]5、1]6、1]7、1]8、1]9、1]10、1]11、1]12、1]、1]13、1]14、1]15和U16;電容包括:C20、C23、C28、C29，C5、C32、C33、C37、C45、C47、C48、C49、C50、C51、 C52、 C54、 C55、 C56、 C57、 C58、 C59、 C60、 C61、C2、 C3、 Cll、 C13、 C18、 C40、C53、 C68、 C69、 C70、 C71、 C72、 C73、 C74、 C75、 C76、C6、 C7、 C8、C41、 C42、C10、C16、 C22、 C63、 C64、 C66、C26、 C38、C24、 C25、C4、 C14、 C19、 C27、 C30、 C62、 C65、C67、C31、C34、C35、C36、C44和C39;安規(guī)電容C78，其中，C49、C50、C51、C52、C60、C61、C47、C48、C54、C55、C56、C57、C58、C59、C45、C44、C20、C23、C25、C26、C28、C29、C38為10nF電源濾波電容，C33、C34、C74、C75為輸入濾波器件，C35、C36為輸出濾波電容，Cl為波形濾波電容；電阻包括:R6、R7、R8、R4、R23、R59、R25、R12、R13、R22、R29、R35、R36、R53、R54、R69、R3、 R26、R92、R2、 R5、 R1、 R27、 R32、 R34、 R42、 R52、 R60、 R61、 R62、 R63、R65、R66、R67、R76、R77、R9、RU、R33、R38、R49、R57、R80、R82、R84、R86、R88、R90、R19、 R20、 R21、R16、 R18、 R24、 R28、 R31、R1、 R14、 R30、 R37、 R41、 R43、 R44、R45、 R46、 R47、 R48、 R50、 R51、 R55、 R68、 R71、 R73、 R74、 R75、 R78、 R79、 R85和R89;精密電阻R6、R7和 R8 ;二極管包括:D14、D15、D16、D17、D18、D19、D20、D21、D22、 D23、 D24、 D25、 D50、 D51、D36、 D37、 D38、 D39、 D40、 D41、 D42、 D43、 D44、D45、 D46、 D47、D1、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6、 D8、 D9、 D26、 D27、 D28、 D29、 D30、 D31、D33、D34、D35、D100、D10、Dll、D32、D_V1、D_V2、D_V3、D_V4、D7、D12和 D13;三極管包括:Ql和Q7;繼電器包括:JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4、JDQ5、JDQ6、JDQ7、JDQ8、JDQ9、JDQlO, JDQlU JDQl2, JDQ13和 JDQ14;電流互感器包括:CTA2、CTB2、CTC2，CTA1、CTBl和CTCl;有源晶振包括:50M的ZJl和8M的ZJ2;按鍵SI;焊點(diǎn)Jl、J2和J3; 1P插座為J4; 5P端子為J5;液晶顯示屏LCDl;蜂鳴器FMl;頂調(diào)電位器RWl;其中，控制器的CPLD為UlI采用100管腳的EPM240C100T5N制成，C49、C50、C51、C52、C60、C61、C47、C48為U11的電源濾波電容，ZJl為Ul I的有源晶振通過Ul I的12腳CLKO輸入時(shí)鐘芯片，D13為Ul I的運(yùn)行指示燈提示Ul I的運(yùn)行狀態(tài)，IK的R77為Ull的限流電阻，J4為Ull的下載接口；控制器的單片機(jī)CPU為UlO采用100管腳的STM32F103VGT6制成，J5為UlO的仿真接口，通過這個(gè)J5對(duì)STM32進(jìn)行仿真和下載程序，1K的R74和R75分別為UlO的下載接口的上拉電阻和下拉電阻，C54、C55、C56、C57、C58、C59為UlO的電源濾波電容以提供更加穩(wěn)定的電源，R73、C46和SI組成UlO的復(fù)位電路，復(fù)位電路包括上電復(fù)位與按鍵復(fù)位，IXDl為TFT7寸彩色液晶顯示屏，通過串口與UlO相連進(jìn)行通信;U8為AMSl 117-3.3V穩(wěn)壓芯片為控制器的CPLD與單片機(jī)提供3.3V電壓;U3為MAX485芯片，Ul和U4為U3的信號(hào)隔離光耦，R2、R3、R26和R27為485輸入、輸出電阻，Q1、R18、R28和尺24構(gòu)成一個(gè)反向電路作為1]3的控制信號(hào)，1?16、1?22、1?29、1?1、1?25、0￥_1、0￥_2、0￥_3、0￥_4為U3輸出保護(hù)電路，U6為信號(hào)采集模塊，采用8通道16位并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC7606BST型號(hào)的集成鐵片制成，C20、C23、C25、C26、C28、C29和C38均為U6的電源濾波電容，Jl、J2和J3為采樣控制選擇焊點(diǎn)，R60、R61和R63為外圍電路;繼電器JDQl?JDQ14均為型號(hào)HF46的單刀單擲常開繼電器，可通過250V/5A的信號(hào)，D14~D25、D50和D51為繼電器續(xù)流二極管，U12和U13為ULN2003芯片來驅(qū)動(dòng)繼電器，JP2為繼電器輸出端子和溫度傳感器輸入端子和U3的通信端子，BJP為蜂鳴器輸出端子和控制器總開關(guān)端子;D32、R78和C53為溫度傳感器輸入保護(hù)電路47、？11和1?92組成為蜂鳴器報(bào)警電路；電壓互感器模塊1?6、1?7、1?8、1?19、1?20、1?21和1?23構(gòu)成三相電壓采樣的分壓電路，該電路將電壓信號(hào)衰減450倍把信號(hào)送給U6，C6、C7和C8為濾波電容，濾掉電壓波形上的毛刺，PU為電壓輸入端子，可輸出最高400V的電壓；電流互感器模塊包括ABC三相電流電路，其中PI為電流輸入端子、PGND為電流輸出端子，CTAl、CTBI和(^(:1分別為4、8和(:的三相電流采樣互感器，第一路電流由1?12、036、037、1?5、1?14、(:1、03工9、Cll和U2A構(gòu)成一個(gè)100倍放大電路，將采集過來的電流信號(hào)放大100倍送給U6，其中R12為反相輸入電阻，R5為反饋電阻，Cl為波形濾波電容，C3、Cl I為電源濾波電容，R14、C9為輸出阻抗匹配電路，其余兩路為B、C相的電流放大電路，U15包括U15A和U15B兩路電路，其中R65、C43、R72、R64和U15A構(gòu)成U15的一個(gè)放大電路，此電路對(duì)U15的信號(hào)放大100倍，C74、C75為Ul 5的電源濾波電容，U9為比較器，輸入信號(hào)通過10K的R70耦合電阻的U9輸出接IK上拉電阻R67接到供電電源上，同時(shí)對(duì)地接47pF電容濾掉毛刺，再把U9的輸出信號(hào)送給Ul I，CTAl、D8、D9、R69、R68、C40和U15B為U15的另一個(gè)電流放大電路，其中CTAl為漏電電流采集互感器，將ABC三相電流線穿過，若有漏電電流就會(huì)反映到互感器二次，U15B、R69、R67構(gòu)成的放大電路將該漏電信號(hào)放大，1?71、1^1、1]98、1?66和工41構(gòu)成比較電路，將放大后的漏電信號(hào)與一個(gè)直流信號(hào)比較，若漏電信號(hào)大于直流信號(hào)的話，U9將輸出一個(gè)脈沖信號(hào)送給U10，其中這個(gè)直流信號(hào)由頂調(diào)電位器RWl提供，調(diào)節(jié)RWl可改變這個(gè)直流信號(hào)的大小，從而控制漏電報(bào)警電流的大小;DYl為5V轉(zhuǎn)± 12V電源模塊為電路中的運(yùn)放提供電源，L1、C33和C34為輸入濾波器件，C35和C36為輸出濾波電容;DY2為U3提供獨(dú)立的電源，R62和D7構(gòu)成一個(gè)DY2電源指示電路，C27和C30分別是電源輸入、輸出濾波電容;DY3為控制器主供電電源，采用220V轉(zhuǎn)5V2A電源模塊，JPl為輸入端子、FUSE為220V1A保險(xiǎn)絲，MOV為壓敏電阻、NTC為溫敏電阻都起到保護(hù)電源的作用，C45、C44為DY3電源濾波電容，D10和D11為瞬變二極管，消除電源模塊輸出毛刺。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中頻柜專用消諧控制器，其特征在于:所述的集成電路板采用雙層的PCB板材的主板制成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中頻柜專用消諧控制器，其特征在于:所述的全觸摸液晶顯示屏上還設(shè)置有密碼保護(hù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中頻柜專用消諧控制器，其特征在于:所述的三極管Ql采用9013-S0T23的封裝貼片三極管制成，三極管Q7采用9012-S0T23的封裝貼片三極管制成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中頻柜專用消諧控制器，其特征在于:所述的二極管D14、D15、 D16、 D17、 D18、 D19、 D20、 D21、 D22、 D23、 D24、 D25、 D50、 D51、D36、 D37、D38、 D39、 D40、 D41、 D42、 D43、 D44、 D45、 D46、 D47、D1、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6、 D8、D9、D26、D27、D28、D29、D30和D31采用IN4148的封裝貼片二極管制成，二極管D33、D34、D35、D100、D10、Dll、D32、D_V1、D_V2、D_V3和D_V4采用SMBJ6.0CA的封裝貼片二極管制成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中頻柜專用消諧控制器，其特征在于:所述的控制器的U2、U5、U7和U16采用OPA4277-SOP14的集成貼片制成，U15采用LM358-SOP8的集成貼片制成，U9采用LM393-SOP8的集成貼片制成，U3采用MAX485-SOP8的集成貼片制成，Ul和U4采用PC817-S0P4的集成貼片制成，UlO采用LQFP100-STM32F103VGT6的集成貼片制成，U12和U13采用ULN2003-S0P16的集成貼片制成，U8采用AMS1117-3.3V-SOT223的集成貼片制成，Ull采用LQFP100-EPM240T100C5N的集成貼片制成，U6采用LQFP64/ADC7606BST的集成貼片制成。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中頻柜專用消諧控制器，其特征在于:所述的控制器整體制采用c語言運(yùn)行算法。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK105929722SQ201510950952
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2015年12月19日
【發(fā)明人】陳銀亮
【申請(qǐng)人】河南省科電電氣自動(dòng)化有限公司