一種基于stm32的礦用tsc型無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無功補(bǔ)償領(lǐng)域，具體為一種基于STM32的礦用TSC型無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤礦開采力度日益增加，大量機(jī)電設(shè)備的投入，尤其是像提升機(jī)、采掘開采、抽放壓風(fēng)等大功率設(shè)備的增加使得各種感性負(fù)載與地面電網(wǎng)之間循環(huán)著大量的無功功率，造成電能損耗，供電質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)甚至影響生產(chǎn)，威脅煤礦安全。傳統(tǒng)的固定補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償容量不能隨負(fù)荷而變化，所以不能隨負(fù)荷的無功波動(dòng)隨機(jī)的調(diào)節(jié)補(bǔ)償?shù)娜菪詿o功，無法抑制諧波和電壓波動(dòng)。并且一般基于DSP或FPGA的控制器成本較高，不易在煤礦企業(yè)中大規(guī)模推廣。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型目的是提供一種基于STM32的礦用TSC型無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，以決現(xiàn)有補(bǔ)償系統(tǒng)自動(dòng)化程度低而成本高的問題。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:基于STM32的礦用TSC型無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，包括:主控模塊、信號(hào)采集模塊、執(zhí)行模塊、人機(jī)交互模塊、本安電源模塊、溫度采集與風(fēng)機(jī)控制模塊。主控模塊包括STM32F103RBT6芯片、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；信號(hào)采集模塊包括功率測(cè)量芯片CS5463 ;執(zhí)行模塊包括CF6G-3型可控硅觸發(fā)控制器；人機(jī)交互模塊包括液晶顯示電路、鍵盤電路、指示燈及報(bào)警電路；本安電源模塊包括進(jìn)行了特殊的電源接入方式和防爆設(shè)計(jì)的本安型電源；溫度采集與風(fēng)機(jī)控制模塊包括DS18B20溫度傳感芯片、風(fēng)機(jī)、串行通信電路。
[0005]所述STM32F103RBT6芯片負(fù)責(zé)系統(tǒng)調(diào)度和計(jì)算、實(shí)時(shí)時(shí)鐘提供時(shí)鐘信號(hào)和系統(tǒng)基準(zhǔn)時(shí)間，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器記錄系統(tǒng)參數(shù)。
[0006]所述功率測(cè)量芯片CS5463配合電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換預(yù)處理電路采集電網(wǎng)參數(shù)，最終通過SPI串行總線送入主控芯片當(dāng)中。
[0007]所述CF6G-3型可控硅觸發(fā)控制器適用于并聯(lián)補(bǔ)償電容器的三相交流無觸點(diǎn)開關(guān)裝置，具有高可靠的可控硅電壓過零觸發(fā)，三相獨(dú)立控制，脈沖變壓器輸出，觸發(fā)功率大等優(yōu)點(diǎn)，可作為系統(tǒng)一次側(cè)的無觸點(diǎn)開關(guān)使用。
[0008]所述液晶顯示電路、鍵盤電路、指示燈及報(bào)警電路，分別負(fù)責(zé)系統(tǒng)的參數(shù)顯示、參數(shù)輸入、系統(tǒng)狀態(tài)指示和報(bào)警功能。
[0009]所述本安型電源是經(jīng)過特殊的電源接入方式和防爆設(shè)計(jì)，具有有高可靠性的保護(hù)電路，這些電路可以保證即使出現(xiàn)了違規(guī)的造作或者意外的短路，電源也不會(huì)產(chǎn)生火花，不會(huì)燒毀整個(gè)供電系統(tǒng)，而只是切斷電源，待后續(xù)故障排除后又可以自動(dòng)恢復(fù)供電。
[0010]所述溫度傳感器DS18B20采集系統(tǒng)溫度，通過串行通信電路與主控芯片通信，主控芯片完成溫度信號(hào)采集換算比較，然后輸出控制信號(hào)控制風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0011]本實(shí)用新型采用三片專用計(jì)量芯片CS5463來完成電網(wǎng)參數(shù)的采集，并送入主控芯片32位的ARM芯片STM32F103RBT當(dāng)中通過相應(yīng)的控制方式和控制算法，輸出投入或切除信號(hào)給執(zhí)行單元CF6G-3型可控硅投切電容器，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行控制、液晶顯示、串行通訊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及電壓報(bào)警等功能。系統(tǒng)可以對(duì)煤礦低壓電網(wǎng)進(jìn)行三相共補(bǔ)、三相分補(bǔ)以及共補(bǔ)與分補(bǔ)相結(jié)合無功補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦電網(wǎng)無功功率的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦電網(wǎng)無功功率的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，且補(bǔ)償速度快，效果好，自動(dòng)化程度高，有效的改善了電網(wǎng)電壓水平，提高了功率因數(shù)，極大地改進(jìn)了煤礦電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量，適應(yīng)了煤礦電網(wǎng)對(duì)無功補(bǔ)償更高的要求，實(shí)現(xiàn)了無人值守的自動(dòng)高效的無功功率補(bǔ)償，具有很好的推廣價(jià)值。
【附圖說明】
[0013]附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0015]結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，基于STM32的礦用TSC型無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，包括:主控模塊、信號(hào)采集模塊、執(zhí)行模塊、人機(jī)交互模塊、本安電源模塊、溫度采集與風(fēng)機(jī)控制模塊。主控模塊包括STM32F103RBT6芯片、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；信號(hào)采集模塊包括功率測(cè)量芯片CS5463 ;執(zhí)行模塊包括CF6G-3型可控硅觸發(fā)控制器；人機(jī)交互模塊包括液晶顯示電路、鍵盤電路、指示燈及報(bào)警電路；本安電源模塊包括進(jìn)行了特殊的電源接入方式和防爆設(shè)計(jì)的本安型電源；溫度采集與風(fēng)機(jī)控制模塊包括DS18B20溫度傳感芯片、風(fēng)機(jī)、串行通信電路。本實(shí)用新型采用三片專用計(jì)量芯片CS5463來完成電網(wǎng)參數(shù)的采集，并送入主控芯片32位的ARM芯片STM32F103RBT當(dāng)中通過相應(yīng)的控制方式和控制算法，輸出投入或切除信號(hào)給執(zhí)行單元CF6G-3型可控硅投切電容器，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行控制、液晶顯示、串行通訊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及電壓報(bào)警等功能。系統(tǒng)可以對(duì)煤礦低壓電網(wǎng)進(jìn)行三相共補(bǔ)、三相分補(bǔ)以及共補(bǔ)與分補(bǔ)相結(jié)合無功補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦電網(wǎng)無功功率的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于STM32的礦用TSC型無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于包括:主控模塊、信號(hào)采集模塊、執(zhí)行模塊、人機(jī)交互模塊、本安電源模塊、溫度采集與風(fēng)機(jī)控制模塊；主控模塊包括STM32F103RBT6芯片、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；信號(hào)采集模塊包括功率測(cè)量芯片CS5463 ；執(zhí)行模塊包括CF6G-3型可控硅觸發(fā)控制器；人機(jī)交互模塊包括液晶顯示電路、鍵盤電路、指示燈及報(bào)警電路；本安電源模塊包括進(jìn)行了特殊的電源接入方式和防爆設(shè)計(jì)的本安型電源；溫度采集與風(fēng)機(jī)控制模塊包括DS18B20溫度傳感芯片、風(fēng)機(jī)、串行通信電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于STM32的礦用TSC型無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于:所述STM32F103RBT6芯片負(fù)責(zé)系統(tǒng)調(diào)度和計(jì)算、實(shí)時(shí)時(shí)鐘提供時(shí)鐘信號(hào)和系統(tǒng)基準(zhǔn)時(shí)間，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器記錄系統(tǒng)參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于STM32的礦用TSC型無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于:所述功率測(cè)量芯片CS5463配合電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換預(yù)處理電路采集電網(wǎng)參數(shù)，最終通過SPI串行總線送入主控芯片當(dāng)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于STM32的礦用TSC型無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于:所述CF6G-3型可控硅觸發(fā)控制器通過主控模塊發(fā)出的控制信號(hào)來開斷一次側(cè)電流對(duì)電容器進(jìn)行投切。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于STM32的礦用TSC型無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于:所述液晶顯示電路、鍵盤電路、指示燈及報(bào)警電路，分別負(fù)責(zé)系統(tǒng)的參數(shù)顯示、參數(shù)輸入、系統(tǒng)狀態(tài)指示和報(bào)警功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于STM32的礦用TSC型無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于:所述本安型電源負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行供電，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于STM32的礦用TSC型無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度傳感器DS18B20采集系統(tǒng)溫度，通過串行通信電路與主控芯片通信，主控芯片完成溫度信號(hào)采集換算比較，然后輸出控制信號(hào)控制風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于STM32的礦用TSC型無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，包括主控模塊、信號(hào)采集模塊、執(zhí)行模塊、人機(jī)交互模塊、本安電源模塊、溫度采集與風(fēng)機(jī)控制模塊。主控模塊包括STM32F103RBT6芯片、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；信號(hào)采集模塊包括功率測(cè)量芯片CS5463；執(zhí)行模塊包括CF6G-3型可控硅觸發(fā)控制器；人機(jī)交互模塊包括液晶顯示電路、鍵盤電路、指示燈及報(bào)警電路；本安電源模塊包括本安型電源；溫度采集與風(fēng)機(jī)控制模塊包括DS18B20溫度控制芯片、風(fēng)機(jī)、串行通信電路。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦電網(wǎng)無功功率的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，提高了功率因數(shù)，極大地改進(jìn)了煤礦電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量。
【IPC分類】H02J3-18
【公開號(hào)】CN204290330
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420800584
【發(fā)明人】楊盼盼, 閆鵬程, 曹天才, 李 昊, 謝璇, 王瑞, 董晨露, 王洋, 凌文青, 魯楠
【申請(qǐng)人】安徽理工大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月16日