基于MSP430单片机的智能无功补偿控制器的设计

StepPeng33

摘要:本文介绍了用MSP430单片机构成的智能无功补偿控
0 `" X( O1 L* o4 o+ I制器,详细阐述了控制器的硬件结构、软件设计、检测原理
和控制策略，该控制器具有性能高、价位低配置灵活等特点
8 q, v0 @( r2 R/ ^6 m8 C' Z得到了广泛的应用和用户的好评。
关键词:MSP430单片机;无功补偿;智能控制器
1引言
, R7 w7 D* g) }2 J& ~随着经济的发展和人们生活水平的提高，各行各业对供电
# U/ u6 a) m- {0 _可靠性和供电质量提出了更高的要求。由于配电网处于电网的
/ s' h& l3 N* J末端，用户多为低压用户，许多用电器的功率因数很低,且不带
7 V$ V( |" d9 q9 V补偿装置,这给电网带来很大的功率负担和额外线损,为了维护
+ i7 n; S, i- W& q; }4 [电力系统稳定、保证电能质量和安全运行,对电网末端变压器进
) p2 ]- C0 F1 i3 ~行就地无功补偿很有必要。本文利用TI公司的MSP430F149单
) x2 m, V$ v  g( }& V# j3 I2 H片机为核心构成的控制器,实时监测电网的电压、电流,并计算
出有功、无功、功率因数,根据用电负荷情况,通过复合开关控制
电容器组的自动投、切,实现无功功率的动态补偿，且具有报警
功能。该装置安装在电力配电变压器低压侧,用于补偿配电变压
器无功功率改善配电变压器的无功潮流，同时该装置也具有辅
助调压的作用。
1 N8 q8 z! ^" X0 a3 U% t2MSP430系列单片机的特点
德州仪器公司T)推出的MSP430F14x系列是超低功耗
Flash型16位单片机,特别适合于电池供电场合或手持设备,它
. |" v: E9 ?5 b6 K" E的结构是"吗-诺依曼"型,RAM、ROM和全部外围模块都位于同
  s% j8 S7 r" n一地址空间内，其特点如下:
1.功耗低,电压范围宽1.8V-3.6V),在 1MHz 1.8V 条件下
" H: y8 e0 }) m3 |工作电流仅为160uA,休眠时为0.1uA,这时RAM中的数据依然
. L8 |3 y+ @' O9 {能够有效保持,真正达到了微安级。MSP430F14x 单片机具有五
种节能模式: LPMO、LPM1、LPM2、LPM3、LPM4,这五种模式为其
+ C4 t+ O9 Q# u低功耗管理提供了极好的性能保证。
2、丰富的外围模块集成,以MSP430 F149 为例,片内集成:
看门狗定时器、1个精确的模拟比较器、2个具有捕捉/比较寄存
; G, C8 V1 E5 L$ G+ K- g7 U7 X器的定时器、8路12位A/D转换器、2个串行通信接口、1个硬
' w5 F7 s3 w, |& m9 f2 N件乘法器、6个I/0端口每个有 8个I/0口).60KB的Flash
ROM,2KB RAM。
9 ~9 B% M: H) V  s( h$ P
4 O9 I! q2 c% n- l) ^8 ?: ]. d3、先进的在线编程技术,所有型号都包含JTAG Joint Test
Action Group)标准测试接口IEEE1149 标准接口),方便进行片
: V, _) F  ]0 m: K: s! G上在线仿真,固化于Flash存储器内的程序易于在线升级和调试。
4、方便用户使用c使用ANSI的C)语言进行程序设计,支
持汇编语言与C语言的混合编程模式。
总之, MSP430系列单片机具有极低的功耗、强大的处理能
# l. L2 X6 @% H9 I% p- O力、丰富的片上外围模块,方便高效的开发方式。
3控制器的硬件结构及工作原理
! u/ A) N& M7 C8 C  A$ y控制器由单片机、信号检测模块、输出控制模块、复合开关、
电容器组、键盘及LCD显示模块、存储模块、远程通讯模块和电
7 J8 v8 x0 f3 S( d( E源模块组成,结构如图1所示。
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由于配电网处于电网的末端，用户多为低压用户