电气自动化毕业论文-交流电机就地无功补偿研究.docx

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1、毕业论文毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 交流电机就地无功补偿的研究 1设计（论文）的主要任务及目标通过对无功补偿技术、单片机等基本知识的学习能确定一种交流电机动态无功补偿的方法。通过研究本课题，了解无功补偿技术的发展状况；掌握单片机的基本结构、功率因数测量的方法和无功补偿的原理。通过这次设计锻炼分析和设计能力，提高综合解决问题的能力。2设计（论文）的基本要求和内容（1）确定功率因数测量的方法；（2）并联电容器无功补偿的原理；（3）并联电容器的连接方式和分组方式；（4）无功补偿控制器的研究。3主要参考文献：1陆安定.功率因素与无功补偿J.上海科学普及出版社，2004：1131192吴捷

2、,何盎.交流异步电动机无功功率补偿的探讨J.云南电力技术论坛论文集.20073苏志瞻，吕美霞.浅谈无功补偿装置J.内蒙古石油化工.20094李新春，谭继文，刘建辉.功率因素监控装置研制J.煤矿机电，1994.65徐进，王晓雪.功率因素测量方法探讨J.西北纺织工学院学报.第9卷第2期，1995年6月6曾艳华，沈博，谭超. 功率因素补偿装置设计J.工业控制计算机，2008年21卷第9期7祈文哲,交流异步电动机功率因素的测量J.兰州铁道学院学报,第21卷第4期,2001年8月8杨亮,卜新良,大型风力发电机组无功补偿控制器的研究J.电气自动化,第30卷第6期,20089夏驰苟，黄儒林.三相交流异步电动

3、机终端无功就地补偿的必要性J. 江西能源，2001年4月10站佩艳.功率因素的意义及其方法J.第26卷第2期，2005年3月4进度安排：设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1收集相关资料，开题准备1月 15日3月31日2开题报告答辩4月 1日4月13日3单片机、无功补偿等知识的学习4月14日5月1日4确定功率因数的测量方法5月2日5月13日5无功补偿控制器的硬件和软件研究5月14日6月8日6撰写论文、外文翻译、排版、定稿6月 9日6月16日7做PPT、准备答辩6月17日6月21日注：一式4份，系部、指导教师各1份、学生2份：毕业设计（论文）及答辩评分表各一份摘 要近年来节能工作越来越成为人们关

4、注的问题，有效合理地使用能源是促进企发展、提高企业经济增长质量和效益的有效途径。在工厂企业中，各种生产机械设备所需的动力大多由异步电动机来提供，而异步电动机实际运行时经常处于轻载或空载状态，其功率因数较低，导致线路上的电能损耗较大，因而急需研制开发一种新型的智能无功功率补偿装置，对异步电动机进行合理补偿，提高节能效果，改善电能质量。因此本文结合我国无功补偿技术的研究现状和市场状况，以异步电机为研究对象，以三相瞬时无功功率理论为基础，通过判断功率因数和无功功率的大小综合确定补偿容量，提出了一种基于ATmega128单片机的交流电机就地无功功率智能补偿装置。此无功补偿控制器可根据异步电动机的功率因

5、数和无功功率，以自动方式投切补偿电容器，实现自动跟踪补偿，使异步电动机的功率因数保持在较高水平。主要介绍了无功补偿技术的发展状况、并联电容器无功补偿的原理、及无功补偿控制器的硬件和软件设计，并对今后无功补偿技术的研究方向进行了展望。关键字：功率因数，并联电容器，无功补偿，单片机，自动投切 AbstractEnergy conservation in recent years has increasingly become an issue of concern, effective and rational use of energy is to promote enterprise deve

6、lopment, and improving the quality and efficiency of economic growth in an effective way. In factories and enterprises in various production machinery and equipment required to power most of the induction motor to provide, and Induction motor is often the actual running state of light load or no loa

7、d, The low power factor, Lead to greater loss of power line, It is urgent to research and development of one kind of new intelligent reactive power compensation equipment, Reasonable compensation of induction motor to improve energy conservation, improve power quality.Therefore this paper reactive c

8、ompensation technology research and market condition, taking asynchronous motors for research object and three-phase instantaneous reactive power theory as a foundation, through the judgment power factor and the size of the reactive power compensation capacity, determined synthetically is proposed b

9、ased on the ATmega128 single-chip processor is proposed on the ac motor reactive power compensation device intelligent. The reactive power compensation according to the controller of asynchronous motor power factor and reactive power cut compensation capacitor automatic tracking the compensation of

10、asynchronous motor with automatic mode to keep the power factor in high level.Mainly introduces the development of reactive power compensation technology condition, the shunt capacitor reactive compensation principle and reactive power compensation controller design of hardware and software, and the

11、 future of reactive power compensation technology research is prospected.KEY WORDS: power factor, parallel capacitor, reactive power compensation, microcontroller, auto-switching目 录第1章 绪论11.1 引言11.2 无功补偿的研究现状及发展趋势11.2.1 传统无功补偿方式11.2.2 无功补偿技术的现状21.2.3 无功补偿技术的发展趋势41.3 课题研究的目的和意义51.4 本文研究的内容51.5 本章小结6第

12、2章 无功补偿的基本原理72.1 无功补偿的一般概念72.1.1 电容补偿的基本概念72.1.2 交流电路的无功功率72.1.3 无功补偿的主要作用92.2 并联电容器无功补偿112.2.1 并联电容器无功补偿的方式112.2.2 并联电容器的投切方式122.2.3 电容器的分组和接线方式142.2.4 并联电容器无功补偿的原理162.3 无功补偿容量的确定172.3.1 从提高功率因要确定补偿容量172.3.2 从降低线损确定补偿容量172.3.3 从提高运行电压确定补偿容量182.4 本章小结19第3章 系统的硬件设计203.1 无功补偿控制器的总体结构203.1.1 无功补偿控制器的基本

13、构成203.1.2 系统硬件结构213.1.3 系统基本功能213.2 主控芯片的介绍223.2.1 CPU的选型223.2.2 ATmega128的最小系统设计233.3 测量模块的设计253.3.1 计量芯片ATT7022B简介253.3.2 ATT7022B硬件电路设计253.4 电容器状态输入模块设计283.5 投切控制模块设计293.5.1 过零触发原理293.5.2 投切控制电路设计303.6 电源模块设计323.7 存储器模块设计333.7.1 存储芯片FM3164简介343.7.2存储芯片FM3164与主控芯片接口设计343.8 人机接口模块设计353.8.1 LED显示电路设

14、计363.8.2 键盘电路设计373.9 通讯模块设计383.9.1 GPRS无线通讯电路设计383.9.2 RS-232通讯电路设计393.9.3 RS-485通讯电路设计403.10 其他外围电路设计413.10.1 实时时钟电路设计413.10.2 报警电路设计413.10.3 外部复位电路设计423.11 本章小结42第4章 系统软件的设计434.1 无功补偿控制策略434.2 主程序设计454.3 子程序设计464.3.1 测量模块设计464.3.2 投切控制模块设计474.3.3 人机接口模块设计494.3.4 数据存储模块设计504.3.5 通讯模块设计514.11 本章小结54

15、第5章 总结与展望555.1 总结555.2 研究展望56参考文献57致 谢59V毕业论文第1章 绪论1.1 引言异步电动机和变压器等设备要消耗大量的无功功率。这些无功功率如果不能及时地得到补偿的话，会对电网的安全、稳定运行产生不利影响。首先，无功功率的增加会导致电流的增大，这不仅使设备及线路的损耗增加，而且还会威胁到设备的安全运行；另外，电流和视在功率的增大也会导致发电机、变压器及其他电气设备容量的增加，同时电力用户的启动及控制设备、测量仪表的尺寸和规格也要加大，这使电网的经济运行大打折扣,无功储备的不足会导致电网电压水平的降低。随着电力电子产业的发展，各个工业部门都采用大功率的硅整流设备，这些大型非线性整流负荷在运行中引起的功率