基于ARM控制器的抽油机无功补偿与状态监测的研究.rar

现有的油田抽油机是冲程周期连续变化的负载，易使工作现场出现配电系统平均功率因数低，谐波含量高等现象，严重影响了电网的供电质量。 本文针上述现象设计出一种静止无功功率发生器(SVG)，来提高供电系统的功率因数并能补偿一定次数的谐波分量。本设计从瞬时无功功率理论出发，采用了带有直流侧电压补偿的ip，iq算法作为SVG指令电流产生的核心算法。在选择技术成熟算法的基础上，本文结合了当今流行的32位ARM内核CPU-S3C44B0X接口丰富和计算速度快的优势，设计了静止无功功率发生器的嵌入式控制电路。SVG主电路选择了电压型三相全桥变换电路，文中给出了主电路桥臂参数、缓冲电路的设计以及直流侧电容器和交流侧滤波电抗器的计算公式。作为一个完整的SVG系统，文中的硬件设计部分还涉及检测电路、信号调理电路以及主开关管驱动电路的设计过程。以算法为基础，文章中介绍了ARM内核CPU应用于SVG控制器的软件设计过程，给出了从主程序到A/D转换、外中断、串口控制、定时器控制等每一个环节的流程图以及设计思路。对油田抽油机的实时监测功能是由控制电路中得到的测量值通过串口与PC通信，并在上位机Windows环境下应用VisualBasic软件编程绘制出人机交互界面，实时显示对抽油机监测的参数值，软件中有过压过流错误报警功能，通过软件的改动可监测不同的参数，无须改动硬件电路。对SVG的补偿效果仿真文中介绍了使用MATLAB/SIMULINK动态仿真软件，应用其中的SIMPOWERSYSTEMS电力系统仿真元件库搭建对无功和谐波电流的仿真模型，给出了算法模块的搭建方法与仿真结果的分析。在仿真的基础上，本文研制了±10kvar静止无功功率发生器的实验装置。通过具体试验与结果的分析，验证了文中的控制理论，软件编写及参数选择的正确性。

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