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基于MSP430F449的磁阀式可控电抗器的控制研究

李兵  
【摘要】:磁阀式可控电抗器是一种新型的无功补偿设备,它具有近似线性的伏安特性,很小的谐波成分,较快的响应速度,是电网进行无功补偿和电压调整的首选设备。本文详细介绍磁阀式可控电抗器的结构和工作原理,建立了它的数学模型,推导了它的控制特性的电磁方程。在此基础上,采用TI公司的MSP430F449芯片,设计了其控制电路,实现了电抗器容量的自动连续调节。 首先,本文回顾了可控电抗器圈的发展过程和现状,指出了磁阀式可控电抗器相对于其他无功补偿没备的优越之处:探讨了现在所存在可控电抗器的控制电路的优点和不足,提出用TI公司的MSP430F449单片机设计一种新型的安全稳定的控制电路。 其次,利用磁路分析的方法建立了磁阀式可控电抗器在各个工作状态下的电磁方程,阐述了晶闸管控制电压和线路电压之间的关系,推导了晶闸管导通角和晶闸管输出电流的控制方程。 最后,介绍了整个控制装置的软件和硬件实现,并详细叙述了所采用的措施和方法。根据目前仪器设计中低功耗、高度集成化和小型化的发展趋势,根据本课题的技术要求,采用了TI公司的MSP430F449单片机作为控制器的核心器件。它是一款新型的低功耗单片机,有着丰富的外围模块以满足不同的应用需要。本设计的模拟量的采集就基于它的A/D转换模块,信号周期的测量及定时的功能使用它的定时器模块。控制器的原始运行参数采用FLASH自编程技术,将其保存在MSP430F449片内的信息FLASH中。本装置硬件结构简洁,运行稳定可靠。软件中采用了自适应调整采样周期和FFT滤波算法,并在此基础上计算出了功率因数、有功和无功,简化了运算,提高了测量精度。单片机的编程采用TARC语言。C语言设计的程序阅读性好,易于今后功能的扩展。本文还给出了系统抗干扰措施。


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