电对象为:用于去除过零比较后方波负半周的LM324N、SN74HC74双D触发器、 SN74HC86异或门和6N137光祸等; 44444 33333 22222 lllll
图3.3直流电源电路 Fig3.3Thepowereircuit 3.2.2电压检测电路
交流电压的真有效值是通过电路对输入交流电压进行“平方~求平均值
一开平方”的运算得到的。真有效值转换芯片的最大优点是能够精确测量各种电
压波形的有效值，而不必考虑被测波形的参数以及失真。本课题采用AD536A将0‘SV 的交流电压转化成为0‘3V的直流电压，送入DSP，进行模数转换，如图3.4所示。 {{{塑，·啊，，，，，，，，，，，，，，，，，，，， lll型，+。旦」2’’’’’’’’’’’一卜卜韶艾.书一一}}}刃闰2白。吸n3‘‘，’、.’{{{{{{{.vCcNC，长.eeee
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Fig3.4Theeireuitofdeteetingvoltage
将交流电压信号经过LM324调理后，送入AD536A进行交直流转换，AD536A的 6脚输出直流信号。经过交流互感器降压后输出的电压范围是O、5V，输出端vout Tsc型无功补偿装置硬件设计
的直流电压范围为0、12.5V。调试时首先调节可变电阻R25，使经过两级LM324调 理后的电压为4.242V，输出端vout再加一组调理电路，使得输出的直流电压值为 3V，可变电阻R26用于调节输出零位。 3.2.3电流检测电路
电流检测电路的原理与电压检测相似，其检测电路如图3.5所示。 LLLLLLLLLLLLLLLLLVVVVVVVVVin+Veeee
NNNNNNNNNNNNNNNNNNNcNeee2222222222222-甲eeNccc IIIllllll一1，事事CavNeee ，，，，，dBCO...
VVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVout凡凡 IIIIIIIIIIInIouttt
图3.5电流检测电路
Fig3.5Theeireuitofdeteetingeurrent 3.2.4相角检测电路
图3.6所示为系统的相角检测电路，系统电压和电流信号经过零检测电路处
理，变为幅值为4v的方波信号，其中，电压信号经过RC滤波后送入芯片SN74HC74 双D触发器的CLKI脚;电流信号经过RC滤波分为两路，其中一路直接进入SN74HC86 芯片的引脚1，另一路经过一个RC充放电延时和IN4O07去负半波的处理后，送至 SN74HC86的引脚2，经过异或操作后由引脚3输出经SN7404反相后，送至SN74HC74 的清零端CLRI，完成清零操作，从而获得与电压信号的相位延迟，最终，由SN74HC74 的D端输出相角的方波波形;SN74HC74双D触发器的CLKZ，输出送入DSP的捕获 单元，对其进行上升沿捕获，获得相角值。图3.7为用PsPi。e仿真电压过零检测 前和后的波形。
3.3电容器投切控制电路
3.3.1光祸控制电容器投切电路
图3.8所示为用光祸Moc3O61一M控制的电容器投切控制单组电路。当DSP发 出投切电容指令时，光祸控制双向可控硅导通，将电容器投入系统运行。
Moc3061一M是过零触发双硅输出光祸，它集光电隔离、过零检测、过零触发等 功能于一身，避免了以往电路为了保证过零触发都要设计复杂的过零检测、触发 电路的弱点，具有体积小、功耗低、抗干扰能力强、无噪声、易检修等优点〔门。 DSP发出投切电容指令时，作用于1、2脚，其最佳触发电流为10、15mA;光祸控 制双向可控硅导通，将电容投入电路运行。
图中R1是作为触发器输出的限流电阻;另外，在高电感性负载时，用来防止
双向可控硅驱动器受到损坏。R2是门级电阻，当可控硅灵敏度较高时，门级阻抗 也很高，并上R2可提高抗干扰能力。R3和Cl是针对电感性负载而设计的缓冲网 络电路。因为对于电感性负载，电流与电压之间将发生相位移动，从而当电流降 到维持电流以下时，双向可控硅两端依然存在一定的电压，如果电压出现的太快， 可控硅会失去控制而继续导通。图中的L以D为电容器，该电路共有四组， 量按照1: 这样只需4
2:4:8的比例进行分组投切，可实现16级组合，若是15kvar 电容容 电容，
组就可以达到Ikvar的级差，而等容分组方式则需要分成巧组才能达
到Ikvar的补偿级差。这种不等容分组虽然软件稍微复杂，但却大大节省了电容 器所占的空间，而且还节约了电容器投切开关的数量，这样在实现了较高的补偿 精度的同时，还大大节约了补偿装置的成本。 投切控制主回路电路如图3.9所示:
DSPTMS320F2808输出电压为3.3V，受其最大输出电流4mA的限制，采用四
路LM324构成的电压跟随器，提高其带载能力，选择Moc3061一M输入电阻为330 欧姆，这样，将输入电流限定在10mA左右，正符合Moc3061一的最佳触发电流。 当正向电流流过1、2端时，即完成触发过程，因为其内置过零检测电路的作用， 当4、6端电压过零时(按照图中接法，该时刻即为电网电压过零时刻)，双向可 控硅触发导通，接入相应电容器组;当1、2端去除触发信号时，右端电路同样受 内置过零检测电路的作用，待电网电压过零时，BT139一600E关断，切除相应电容 器;正是基于这样一个投切的操作过程，来自DSP的指令以编码的方式送入四路 电压跟随器，按照核算的无功功率投切相应电容器组。 3.3.2投切电容量的计算
电容器的补偿容量与采用的补偿方式、未补偿时的负载情况、电容器接法等
有关。在本系统中采用分组补偿方式，一般按提高功率因数的需要确定补偿容量。 例如，将平均功率因数从cos甲，提高到cos甲2，则需要装设补偿无功功率的电容器 补偿容量为:
Qc=Qc，一QcZ=Ullsin甲，一Ulzsin甲2=凡tan甲，一凡tan叭 =凡(加叮甲，一tan甲2)=a只。匆。 (3.1)
其中:匆。=tan甲，一tah甲2—补偿率(或比补偿容量，单位:kvar/kw)，它
表示要使Ikw的有功负荷的功率因数由cos甲1提高到cos甲:，所需要的无功功率补 偿容量kvar值。 a— 平均负荷系数。