變壓器有載調(diào)壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u3026變壓器有載調(diào)壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1282701緒論 263521.1研究背景 287611.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3119731.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀 319171.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 3225741.3目的意義 350552、Pscad 4239552.1Pscad簡(jiǎn)介 4148942.2PSCAD界面簡(jiǎn)介 599912.3建立“工程”模型與仿真 814542.4．變壓器 17129443、有載調(diào)壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 19266473.1有載調(diào)壓裝置工作原理 1938153.1.1基本結(jié)構(gòu) 1942163.1.2分接頭調(diào)壓過(guò)程 2013343.1.3變壓器合閘涌流的限制 21267163.1.4把空載變壓器過(guò)電壓的限制切除 22127293.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2262503.2.1單片機(jī)控制系統(tǒng) 2226663.2.3檢測(cè)電路與觸發(fā)電路 2314042有載調(diào)壓系統(tǒng)硬軟件設(shè)計(jì) 2431164.1單片機(jī) 2457654.1.1單片機(jī)的發(fā)展史 24189454.1.2單片機(jī)的結(jié)構(gòu)組成 2491254.1.3STM32F103 25141714.2系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26254814.2.1電路原理圖（圖4.3） 2634594.2.2整流濾波電路 2658135仿真 36280765.1仿真原理 36146745.2軟件仿真及調(diào)試 36113115.3仿真結(jié)果 36153245.4本章小結(jié) 391緒論1.1研究背景 電力系統(tǒng)理論是一個(gè)被廣泛接受認(rèn)可的復(fù)雜而非線性的能量動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，包含了發(fā)電機(jī)、電力網(wǎng)和電氣負(fù)荷三部分，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析已經(jīng)成為電力系統(tǒng)合理運(yùn)行和是否正常操作的非常重要的指標(biāo)。經(jīng)過(guò)各個(gè)國(guó)家科研人員長(zhǎng)期對(duì)電力系統(tǒng)的研究和分析，現(xiàn)階段各國(guó)科研人員已經(jīng)對(duì)電力系統(tǒng)工作角度穩(wěn)定問(wèn)題進(jìn)行了比較徹底的研究，并且對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行是否穩(wěn)定的機(jī)制也有比較明確和統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。即使是這樣，關(guān)于于電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的問(wèn)題，由于受到各界不同的觀點(diǎn)和很多年前的科技水平的限制，一開(kāi)始的關(guān)于電力系統(tǒng)的研究的發(fā)展并不是順風(fēng)順?biāo)恢钡蕉兰o(jì)世紀(jì)末期隨著科技的逐漸進(jìn)步和電力系統(tǒng)越來(lái)越重要，這才吸引了學(xué)者的目光。在現(xiàn)在這個(gè)時(shí)代背景下,整個(gè)世界文明的進(jìn)步越來(lái)越快,對(duì)于電力等各種可再生能源的需求也在持續(xù)地增加,對(duì)于電力質(zhì)量的更高技術(shù)要求也越來(lái)越高,同時(shí)我國(guó)電力系統(tǒng)規(guī)模也越來(lái)越大,結(jié)構(gòu)也變得越來(lái)越復(fù)雜,電壓水平上升,輸電距離不斷擴(kuò)大這在確保正常的電力資源供應(yīng)、提高電力資源合理配置和運(yùn)行效率等各個(gè)方面都很有價(jià)值、意義。但是，人們?cè)跒榱巳〉酶陌l(fā)電量和更高的發(fā)電質(zhì)量，在提高系統(tǒng)規(guī)模和電壓等級(jí)的同時(shí)，也給電力系統(tǒng)帶來(lái)了很多不安全的因素，同時(shí)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行面臨的風(fēng)險(xiǎn)也增加了，同時(shí)也變得更復(fù)雜。從而使我們?nèi)粘５碾娏ο到y(tǒng)的正常運(yùn)行面臨了很多風(fēng)險(xiǎn)。時(shí)代的飛速發(fā)展和當(dāng)今社會(huì)用電的需求是電力系統(tǒng)必須在電能的質(zhì)量上有所提高。特別是能否提供可靠的電力供給、能否提供高品質(zhì)的電力能源等方面。負(fù)載下可調(diào)電壓變壓器，（以下簡(jiǎn)稱(chēng)OLTC）作為電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)過(guò)程中一種重要而廣泛應(yīng)用的電壓調(diào)節(jié)器，可在負(fù)載側(cè)無(wú)斷電時(shí)自動(dòng)改變，調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓水平，從而減少用戶(hù)的斷電次數(shù)和斷電時(shí)間，近年來(lái)已成為提高供電可靠性和履行提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)承諾的重要技術(shù)手段。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀電壓是否穩(wěn)定是決定電能質(zhì)量高低的一個(gè)重要因素。因此,自上世紀(jì)九十年代中期以來(lái),全球許多地區(qū)和國(guó)家的專(zhuān)業(yè)電力學(xué)者對(duì)于電力系統(tǒng)中的電壓和穩(wěn)定性這個(gè)問(wèn)題始終保持著長(zhǎng)期而深入的重視和研究。就算如此，自研究電壓穩(wěn)定這么久以來(lái)，全球依舊未形成一個(gè)統(tǒng)一的對(duì)于電壓穩(wěn)定的說(shuō)辭，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的可供參考的定義。歐洲電氣電子工程師協(xié)會(huì)早在上世紀(jì)年代末，他們就嘗試對(duì)電壓穩(wěn)定進(jìn)行了定義：若是整個(gè)電力系統(tǒng)中的負(fù)載增加，電力系統(tǒng)就能夠使負(fù)載節(jié)點(diǎn)的電壓保持穩(wěn)定而且提供隨后增加負(fù)載消耗的功率，則認(rèn)為電力系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，系統(tǒng)電壓保持穩(wěn)定，反之則認(rèn)為電力系統(tǒng)有故障發(fā)生，整個(gè)系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定。最初對(duì)于電力系統(tǒng)的研究以及其定義方面因?yàn)楦鲊?guó)科研人員的意見(jiàn)不統(tǒng)一而廣泛備受爭(zhēng)議,后來(lái)國(guó)際上最大規(guī)模的電網(wǎng)開(kāi)發(fā)會(huì)議在20世紀(jì)90年代所發(fā)布的研究報(bào)告中就已經(jīng)給出了有關(guān)電壓穩(wěn)定的具體相關(guān)描述:如果一個(gè)電力系統(tǒng)的負(fù)荷側(cè)電壓在受到一定的擾動(dòng)后仍然能夠繼續(xù)保持在平衡值附近,且該系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)仍然是處于穩(wěn)定吸引區(qū),則可以認(rèn)為整個(gè)系統(tǒng)的電壓是穩(wěn)定的;否則,系統(tǒng)的電壓被認(rèn)為是極不穩(wěn)定的。1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀在我國(guó)，《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》中有對(duì)于電壓穩(wěn)定的重要性的特別規(guī)定，系統(tǒng)的維護(hù)或恢復(fù)能力的應(yīng)力在允許范圍內(nèi)。如果受到一定程度的擾動(dòng)，則不應(yīng)破壞應(yīng)力。有載調(diào)壓裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用漸漸受到了大家的廣泛使用。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要研究有載分接開(kāi)關(guān)（OLTC）對(duì)供電系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的影響。在我國(guó)科研人員自上個(gè)世紀(jì)以來(lái)的長(zhǎng)期的分析和研究，引起電壓失穩(wěn)的重要因素是有載調(diào)壓裝置動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的想法已經(jīng)被我國(guó)大多數(shù)科研人員所認(rèn)同，同時(shí)這也成為了科研人員研究電力系統(tǒng)的重心所在。如上述,有載調(diào)壓器對(duì)電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的影響尚未被充分認(rèn)識(shí)。因此,深入分析oltc在保證電壓穩(wěn)定方面的作用,積極應(yīng)付一系列大型停電事件,采取相應(yīng)主動(dòng)有效的管理和控制措施,具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。1.3目的意義變壓器有載調(diào)壓裝置系統(tǒng)被全世界各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛地應(yīng)用在它們的配電系統(tǒng)中,同事也被廣泛地應(yīng)用在火力發(fā)電站啟動(dòng)式變壓器中。它所依據(jù)的設(shè)計(jì)原理就是從一側(cè)變壓器的線圈上引出幾個(gè)吸頭。有載調(diào)壓裝置能在負(fù)載條件下輸出電流的情況下，將有載輸出的一個(gè)抽頭切換到空載輸出，從而自動(dòng)改變有效電子控制單元的匝數(shù)，達(dá)到調(diào)壓的主要目的。傳統(tǒng)的有載直流分接開(kāi)關(guān)存在電弧大、動(dòng)作慢、維修不便、故障率高等問(wèn)題。機(jī)械式分接開(kāi)關(guān)在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用。機(jī)械式分接開(kāi)關(guān)有很多肉眼可見(jiàn)的好處，在安全和效率方面堪稱(chēng)一絕，因此被廣泛應(yīng)用。變壓器在有負(fù)荷時(shí)候調(diào)整技術(shù)的發(fā)展情況,有壓力調(diào)整技術(shù)的發(fā)展情況,通過(guò)變壓器實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的調(diào)整是現(xiàn)階段的主要傾向。通過(guò)對(duì)變壓器進(jìn)行合理的應(yīng)用,可以極大地提高我國(guó)現(xiàn)代電力系統(tǒng)的供電可靠性及其電壓質(zhì)量的穩(wěn)定性,滿(mǎn)足現(xiàn)代人們的使用需要。電壓調(diào)節(jié)技術(shù)廣泛地應(yīng)用于各種變頻器的電力系統(tǒng)中,對(duì)維持電壓穩(wěn)定起著重要作用。它們是整個(gè)電力系統(tǒng)的主要組成部分。開(kāi)發(fā)新的負(fù)荷調(diào)節(jié)技術(shù)是目前變壓器新型增壓技術(shù)研究的重點(diǎn)。通過(guò)應(yīng)用這種技術(shù)，我們可以改進(jìn)電弧并降低安全隱患。研究的方向可以集中在以下幾點(diǎn)：（1）對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械式有載調(diào)壓系統(tǒng)的缺陷進(jìn)行修改。（2）對(duì)電力電子開(kāi)關(guān)的應(yīng)用進(jìn)行加強(qiáng)。（3）使晶閘管的應(yīng)用更加合理。在以上三項(xiàng)內(nèi)容的研究過(guò)程中,晶閘管的優(yōu)勢(shì)非常明顯。我們可以不斷地加大科學(xué)研究力度,實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)突破,有效地縮短了轉(zhuǎn)化時(shí)間,進(jìn)一步地提高了工作效率。應(yīng)用無(wú)弧電機(jī)有載調(diào)壓技術(shù)可以進(jìn)一步改善電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)換性能,進(jìn)一步提升電動(dòng)機(jī)的工作效率,降低安全事故。需要引起人們重視的是現(xiàn)階段無(wú)弧有載調(diào)壓技術(shù)的成本相對(duì)較高。在現(xiàn)在對(duì)新型無(wú)弧有載調(diào)壓技術(shù)的應(yīng)用研究中,應(yīng)將此技術(shù)作為一個(gè)尤其突出的研究方向,使它的應(yīng)用范圍變得更廣,用新技術(shù)來(lái)替代傳統(tǒng)的有載調(diào)壓技術(shù),從而提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性,同時(shí)也降低了成本，多方面促進(jìn)電力系統(tǒng)的全面發(fā)展。2、Pscad2.1Pscad簡(jiǎn)介pscad(pscad/emtdc)一種在全球廣泛使用的電磁躍遷仿真設(shè)備,在計(jì)算機(jī)仿真中心的基礎(chǔ)上,PSCAD和EMTDC(electromagnetictransientsincludingdc)為客戶(hù)端提供了一個(gè)圖形接口。EMTDC的先行版本是1976年由美國(guó)明尼蘇達(dá)州水力發(fā)電局的盧比奧RUBIO博士研究開(kāi)發(fā)。scadpscad/emtdc使用時(shí)域分析法來(lái)分析與求解一個(gè)完整的功率系統(tǒng)與微分方程(其中包括了電磁學(xué)與機(jī)械學(xué)兩個(gè)體系),結(jié)果不僅非常準(zhǔn)確。此外,在完整集成圖形電路設(shè)計(jì)軟件環(huán)境中,用戶(hù)還甚至能夠靈活自己設(shè)計(jì)建立一個(gè)集成電路設(shè)計(jì)模型并對(duì)其設(shè)計(jì)性能進(jìn)行圖形仿真和大規(guī)模的數(shù)據(jù)分析。用戶(hù)在操作過(guò)程中可以根據(jù)自己的感受和想法選擇主要控制參數(shù),可以更加直觀地檢索和計(jì)算各個(gè)控制參數(shù)的測(cè)量結(jié)果及其相應(yīng)的控制參數(shù)曲線,對(duì)于每一個(gè)用戶(hù)來(lái)說(shuō)都是非常方便的,以此來(lái)提高其進(jìn)行模擬的快感性、效率。pscad有豐富的組件庫(kù),讓人們有了更多的選擇，包含了單純無(wú)源元件設(shè)計(jì)，復(fù)雜的控制模塊,涵蓋了電動(dòng)機(jī)等多個(gè)模型。如果這些缺點(diǎn)不足,則pscad能夠以一個(gè)新的用戶(hù)定義模塊為基礎(chǔ)而定義一個(gè)新的模塊。新模塊的選擇可由向組件庫(kù)提供的模塊進(jìn)行組合。當(dāng)然,雖然可以簡(jiǎn)易地進(jìn)行制作,但是必須要具備能夠正確實(shí)施的前提。那個(gè)自己的案例對(duì)于初學(xué)者也很有用,里面蘊(yùn)含著不同的各種特殊性和典型的研究對(duì)象。2.2PSCAD界面簡(jiǎn)介重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)后，開(kāi)始所有程序。PSCAD可以看到兩個(gè)PSCAD版本。一個(gè)是教育版，一個(gè)是專(zhuān)業(yè)版，而我們通常使用Professional版本來(lái)模擬。點(diǎn)擊Professional按鈕啟動(dòng)PSCAD。接口如下圖2-1所示：圖2.1單擊白紙右上角的新圖標(biāo)，或從文件選項(xiàng)卡中選擇創(chuàng)建新的仿真器（Project），如圖2-2、2-3所示：圖2.2鼠標(biāo)左鍵單擊new新建工程圖2.3單機(jī)File選項(xiàng)卡新建工程新的模擬項(xiàng)目沒(méi)有名字。系統(tǒng)默認(rèn)為無(wú)名稱(chēng)。您可以在項(xiàng)目上單擊鼠標(biāo)右鍵并選擇“另存為”，如圖2-4所示對(duì)其進(jìn)行重命名。最好使用英文名稱(chēng)命名，因?yàn)镻SCAD有時(shí)不支持或運(yùn)行中文名稱(chēng)項(xiàng)目。因此，本文將新的模擬項(xiàng)目命名為test1。圖2.4為新建工程取名在我們建立test1項(xiàng)目之后,我們就可以通過(guò)這種方式來(lái)建立一個(gè)電路系統(tǒng)模型。pscad項(xiàng)目的顯示窗口可以同一時(shí)刻顯示多個(gè)不同的項(xiàng)目供我們選擇,可是只有且只有一個(gè)項(xiàng)目能夠正常運(yùn)行正,如下圖2.5中的藍(lán)色test4所示(此時(shí)顯示圖標(biāo)為藍(lán)色,若顯示為黑白，則不在工作狀態(tài))。注：只有被激活過(guò)的工程模型才可以正常的仿真,然而未經(jīng)過(guò)激活的工程模型就算使按下"仿真運(yùn)行"的按鈕，也不會(huì)進(jìn)行運(yùn)作。圖2.5同時(shí)顯示多個(gè)工程可以改變項(xiàng)目活動(dòng)的狀態(tài)。例如,如果我們想要啟動(dòng)test2這個(gè)項(xiàng)目,就這樣右鍵點(diǎn)擊test2的一個(gè)圖標(biāo),選擇"setasactive"就這么可以了。結(jié)構(gòu)框圖2-6所示。圖2.6切換不同工程的激活狀態(tài)在PACAD中，所有的要素都放在母版中，鼠標(biāo)左鍵雙擊做成項(xiàng)目，制作空中的第一項(xiàng)。綠色大師，項(xiàng)目將立即投入零部件倉(cāng)庫(kù)。如圖2-7所示。圖2.7PSCAD元件庫(kù)選擇元件：雙擊相應(yīng)的元素類(lèi)型，找到必要的元素后，在元素符號(hào)上左鍵單擊，使元素處于閃爍狀態(tài)，用鍵盤(pán)右鍵單擊Ctrl+C或鼠標(biāo)，選擇copy，如圖2-8所示復(fù)制此元素。圖2.8復(fù)制元件然后,雙擊新建項(xiàng)目的框本層圖標(biāo),在項(xiàng)目窗體的空白區(qū)域處用鍵盤(pán)ctrl+v或右鍵選擇paste,將剛才自己所選取的元素和模型安裝到項(xiàng)目中。通常是在選定元件時(shí)進(jìn)行接地。如果要?jiǎng)h除這些元素,請(qǐng)單擊鼠標(biāo)左鍵,使其保持閃爍狀態(tài),然后再次按下鍵盤(pán)上的delete鍵。常用組件放置在主界面的右側(cè)，如圖2-9所示，您可以直接點(diǎn)擊快捷鍵進(jìn)行選擇。方法：左鍵單擊要選擇的組件，然后在“項(xiàng)目”空白區(qū)域中左鍵單擊。按“R”或“L”鍵旋轉(zhuǎn)所選部件。常用組件放置在主界面的右側(cè)，如圖2-9所示，您可以直接點(diǎn)擊快捷鍵進(jìn)行選擇。方法：左鍵單擊要選擇的組件，然后在“項(xiàng)目”空白區(qū)域中左鍵單擊。按“R”或“L”鍵旋轉(zhuǎn)所選部件。圖2.9快捷欄中的常用元件2.3建立“工程”模型與仿真（1）設(shè)置仿真時(shí)間和步長(zhǎng)對(duì)于新的仿真項(xiàng)目，應(yīng)首先設(shè)置“項(xiàng)目”的仿真時(shí)間和步長(zhǎng)（也可以在建立模型之前完成）。右鍵單擊“Project”模型窗口中的空白，并選擇項(xiàng)目設(shè)置打開(kāi)設(shè)置窗口，如圖2.10所示。在這里，您可以設(shè)置“項(xiàng)目”的模擬時(shí)間、計(jì)算步驟和PSCAD繪圖步驟。一般情況下，模擬時(shí)間"運(yùn)行持續(xù)時(shí)間"的設(shè)置范圍為0.3~0.5s,計(jì)算步驟"emtdc時(shí)間步(us)"的設(shè)置范圍為0.1,繪圖步驟"pscad繪圖步(us)"的設(shè)置范圍為10。如果模擬的計(jì)算時(shí)間和步驟比較長(zhǎng),模擬的進(jìn)度也比較快,但是過(guò)電壓卻會(huì)變小。圖2.10設(shè)置仿真時(shí)間、步長(zhǎng)（2）建立仿真模型舉個(gè)例子，以平時(shí)經(jīng)常會(huì)用到的的R-L-C電路（以交流電源串聯(lián)）為例,首先建立了一個(gè)新的方案test1。然后選擇所需要的合適的組件,將它們存放在項(xiàng)目中。鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊零件使其進(jìn)入并保持閃爍狀態(tài),單機(jī)l鍵或r鍵,順時(shí)針或者逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度,直到恰當(dāng)?shù)奈恢?。然后在屏幕上選擇"導(dǎo)線",鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊導(dǎo)線,此時(shí)導(dǎo)線兩側(cè)都會(huì)出現(xiàn)小的導(dǎo)線端點(diǎn),此時(shí)用鼠標(biāo)左鍵將導(dǎo)線按住并進(jìn)行拖動(dòng),對(duì)導(dǎo)線的長(zhǎng)度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。根據(jù)原電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),用適當(dāng)長(zhǎng)度的導(dǎo)線連接元件。注意:當(dāng)電線交叉時(shí),它們彼此絕緣。如果想要在兩個(gè)交叉點(diǎn)處分別連接兩條引腳的導(dǎo)線,則我們就需要通過(guò)一個(gè)位于主界面右側(cè)的公共組件中單獨(dú)地選擇"pin"并將其安裝好后放置到一個(gè)交叉點(diǎn)。這樣操作就會(huì)得到建立好的仿真模型，如下圖2.11所示，在這里E1所代表的是測(cè)量地面電壓的測(cè)量元件，E2是測(cè)量末端電壓的“0，3個(gè)電阻“，I1-用于電流測(cè)量。圖2.11需要用到的電子元件，模型等建立電路模型時(shí)應(yīng)該注意：（1）無(wú)論如何都不可以重復(fù)模型元素的名稱(chēng)，尤其是相同的元素。（2）如果模型圖中有不相關(guān)的東西，如懸線或懸點(diǎn)，或參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，就會(huì)造成負(fù)載或者變壓器的容量比正常情況下電力變壓器的容量要多出一部分，這樣在實(shí)際運(yùn)行中可能會(huì)有意外發(fā)生。（3）電源電路需要接地。否則會(huì)發(fā)生運(yùn)行錯(cuò)誤。如果需要接地電源，可以追加MΩ級(jí)的大抵抗。（4）要建立一個(gè)大規(guī)模的模型，必須采用“一步一步”的方法，也就是說(shuō)，一步一步地建立一個(gè)模型。先制造能量源和一些元素，試用、通過(guò)，然后應(yīng)用加拿大儀器，否則發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并繼續(xù)進(jìn)行，直到試驗(yàn)通過(guò)。（5）設(shè)置元件參數(shù)必須設(shè)置所有組件的參數(shù)（包括組件名稱(chēng)-名稱(chēng)不能重復(fù)）。方法：雙擊元素符號(hào)打開(kāi)參數(shù)更改對(duì)話框，單擊“確定”退出。某些元素，如電源和變壓器，需要額外的設(shè)置。因此，對(duì)話框包含多個(gè)嵌套窗口，需要單獨(dú)安裝。如下圖所示，設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)。對(duì)電源符號(hào)進(jìn)行設(shè)置，此時(shí)桌面上就會(huì)彈出菜單，如圖2.12所示圖2.12電源參數(shù)設(shè)置對(duì)話窗口最基本的設(shè)置：電源的名字，電源的內(nèi)部阻抗，電源是否接地，專(zhuān)門(mén)參數(shù)：若是穩(wěn)態(tài)潮流的最終數(shù)據(jù)是已知的，則要選擇的是“AttheTerminal”(在終端)。電源的輸入方式：?jiǎn)蜗噍斎?單相輸出形式三相輸入/單相輸出形式三相輸入/三相輸出形式電源頻率、大小都是由填入表中的數(shù)據(jù)所決定，注：必須為常數(shù)。電源類(lèi)型：選擇AC/DC。第2頁(yè)“SignalParameters”－信號(hào)參數(shù)，如圖2.13，可以設(shè)置：圖2.13(1)電源:其中的電流源定義為(ka),電壓源定義為(KV)。ac代表有效的值,dc代表幅的大小,ac電源的頻率和變化規(guī)律都是按照正弦來(lái)變化的。（2）上升時(shí)間：由于相位角的原因，電源在上升到穩(wěn)態(tài)這個(gè)過(guò)程中是需要的時(shí)間的，設(shè)時(shí)間為0。注：延長(zhǎng)時(shí)間約0.02秒。（3）t=0的初始相位角：以度我單位。（4）設(shè)置輸出量的觀測(cè)與調(diào)節(jié)

首先，要在電路模型需要輸出的地方（普通電壓，電流計(jì)元件可以直接從主接口中提取，其余的可以從存儲(chǔ)庫(kù)中的Meters模塊中提?。?，例如用于在圖中安裝。三個(gè)測(cè)量元件如圖3-5所示。輸出信號(hào)通過(guò)位于主接口右側(cè)的“數(shù)據(jù)標(biāo)簽”元件傳輸，其中信號(hào)關(guān)聯(lián)是由信號(hào)名決定的。會(huì)用到輸出通道，此時(shí)需要雙擊輸出通道，對(duì)輸出通道進(jìn)行設(shè)置，尤其是使用title選項(xiàng)，原因是這必須顯示在示波器上。完成后，如圖2.14所示：圖2.14對(duì)測(cè)量元件進(jìn)行設(shè)置以及“輸出通道”三個(gè)輸入信號(hào)分別由三個(gè)示波器或一個(gè)表示信號(hào)來(lái)顯現(xiàn)。單擊系統(tǒng)主窗口右側(cè)的快捷欄中的模擬式示波器,取出模擬式示波器的位置和顯示框,再次右擊示波器,選擇"添加分析圖",如圖2.15所示,將該模擬式示波器在相應(yīng)位置轉(zhuǎn)換為模擬式示波器。圖2.15作為模擬示波器安裝的示波器，將通過(guò)右鍵單擊“輸出通道”并在“輸入/輸出參考”選項(xiàng)中選擇“添加為曲線”來(lái)向示波器傳輸數(shù)據(jù)，如下圖2.16所示：圖2.16鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊單機(jī)示波器的模擬信號(hào)輸出顯示框,選擇"粘貼曲線",如下圖2.17所示,將此模擬信號(hào)直接粘貼在單機(jī)示波器上,然后進(jìn)行模擬輸出,如下圖2.17所示。繼續(xù)按照一樣的運(yùn)算操作模式,一個(gè)示波器至少能夠在屏幕上同時(shí)地粘貼多個(gè)信號(hào),值得一提的是,一個(gè)示波器至少能夠同時(shí)地顯示多個(gè)波形。圖2.17配置示波器以顯示坐標(biāo),使示波器顯示正確.雙擊示波器左側(cè)或右側(cè)空白點(diǎn)位置,設(shè)定縱坐標(biāo)所示網(wǎng)格的最高值和各位坐標(biāo)網(wǎng)格的大小;雙擊一個(gè)示波器底部空白點(diǎn)處,設(shè)定水平位置的坐標(biāo),如圖所示。圖2.18縱坐標(biāo)菜單：在"preferences"中您您可以手動(dòng)設(shè)置一個(gè)放在屏幕上的任何背景例如顏色、網(wǎng)格、曲線以及符號(hào)。title"中的值可以用來(lái)設(shè)定y的英文名字、最大和不同的整數(shù)值、橫和縱軸之間的徑向空隙(grid)的點(diǎn)之間距離和大小。橫坐標(biāo)菜單：在"title"中自動(dòng)設(shè)定x名、所顯示的最高值、縱橫坐標(biāo)間隔(Grid)尺寸。標(biāo)記"為最大的值,在圖形右側(cè)顯示數(shù)字。示波器上設(shè)置了一個(gè)自動(dòng)縮放的功能,如果模擬仿真工作完成后這個(gè)示波器已經(jīng)超出了示波器所要顯示的范圍,然后用右鍵單擊一個(gè)示波器的空格,選擇zoom,restallextents,例如圖2.19,將在x軸和y線上自動(dòng)地縮放至一個(gè)相應(yīng)的示波器顯示形式。

圖2.19（5）進(jìn)行仿真只有正確地設(shè)置了模型、參數(shù)、示波器、仿真的時(shí)間及其步長(zhǎng),才能開(kāi)始進(jìn)行仿真。注:如果有任何不相關(guān)的元素或者導(dǎo)線在一個(gè)模型中出現(xiàn),則無(wú)法對(duì)模型進(jìn)行模擬。例如,當(dāng)一旦發(fā)生了錯(cuò)誤在仿真實(shí)際執(zhí)行過(guò)程中,這些不恰當(dāng)?shù)脑貢?huì)以"小紅旗"的形式表現(xiàn)出來(lái)，它們將會(huì)直接顯示在系統(tǒng)主界面底部的相關(guān)錯(cuò)誤信息欄中。對(duì)"小紅旗"進(jìn)行雙擊以一個(gè)標(biāo)簽形式來(lái)對(duì)模型上的錯(cuò)誤元素進(jìn)行指示。也就可以按照相應(yīng)的信息來(lái)修改模型從仿真啟動(dòng):直接鼠標(biāo)直接對(duì)左鍵仿真模型主面板界面上方"綠色三角"按鈕進(jìn)行單擊;然后如如下圖2.20所示,從而啟動(dòng)仿真被中斷,然后鼠標(biāo)左鍵單擊"紅色圓點(diǎn)"按鈕。圖2.20模擬結(jié)果如下圖2.21所顯示。注：橫坐標(biāo)的單位為s，縱坐標(biāo)單位為KA或KV。圖2.21如果需要手動(dòng)調(diào)整一個(gè)示波器的高級(jí)大小,可以使用鼠標(biāo)單擊一個(gè)示波器上方"高級(jí)圖形框"。此時(shí),示波器周?chē)鷮?huì)顯示一個(gè)帶有綠色正方形,如圖2.22所示。圖2.22如果用戶(hù)希望把顯示出來(lái)的形狀按x方向進(jìn)行放大,可以把鼠標(biāo)光標(biāo)放在下面指定的位置,這樣做時(shí),鼠標(biāo)上的光標(biāo)就會(huì)轉(zhuǎn)換成一個(gè)雙向的箭頭,如圖所示。2.23,可以通過(guò)向左移動(dòng)來(lái)減少x的方向。圖2.23如果需要比較這兩個(gè)示波器的中間和位置,需要用計(jì)算機(jī)來(lái)比較，這樣就可以把這兩個(gè)不同的波形的信號(hào)輸入粘貼在示波器上，并同時(shí)對(duì)其進(jìn)行顯示。例如,e1和e2將被輸入到相同的示波器來(lái)進(jìn)行表現(xiàn)。右擊e1所示對(duì)應(yīng)的輸出通道,在"輸入/輸出刷新"選項(xiàng)中選擇"添加為曲線",按上述的方法將曲線黏貼到相應(yīng)的示波器上。然后右擊e2所對(duì)應(yīng)的一條輸出通道,在“輸入/輸出刷新”選項(xiàng)中選擇“添加為曲線”。完成上述操作后,在顯示有e1信號(hào)的示波器顯示框中單擊鼠標(biāo)右鍵,選擇粘貼曲線。e1信號(hào)與e2信息會(huì)在示波器上顯示出來(lái)，并且是以藍(lán)色和綠色兩種顏色顯示出來(lái)，很容易觀察。這個(gè)時(shí)候只需運(yùn)行程序就可以在示波器上直接看到e1和e2的變化波形,如下圖2.24所示:圖2.24如果您想讀取示波器中某一點(diǎn)的曲線值，可以將鼠標(biāo)移動(dòng)到此點(diǎn)，如圖2.25所示。圖2.25在在示波器的顯示框中可以通過(guò)單擊鼠標(biāo)左鍵，可隨機(jī)選擇。如圖2.26所示.圖2.26放大前后的波形2.4．變壓器變壓器的參數(shù)類(lèi)別主要包括:單相、三相、雙匝、三ecu、自相似等的參數(shù)模型,從atmasters在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)選擇框中找到了atransformers這個(gè)單元,單擊一個(gè)表示變壓器的特殊符號(hào)(三圈)并單擊可以自動(dòng)出現(xiàn)窗體的主菜單、填充框等參數(shù)和OK。變壓器在系統(tǒng)菜單第1頁(yè),如圖2.27所示,為(configuration)-系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)配置:圖2.27容量，MVA；頻率；空載損耗（鐵耗），標(biāo)么值；銅耗（短路損耗），標(biāo)么值；是否作為理想變壓器模型；線圈的分接頭位置；圓圈或者線圈類(lèi)型的選擇。菜單第2頁(yè)，如圖2.28所示，顯示的是各線圈額定電壓的設(shè)置（windingvoltagerating）：圖2.28線圈1的額定電壓（有效值）；（2）線圈2的；（3）線圈3的。菜單的第三頁(yè)，如圖2.29，顯示的是飽和度的設(shè)置（saturation）：圖2.29選擇可能發(fā)生飽和的線圈；鐵心的空氣電抗，標(biāo)么值；沖擊衰減時(shí)間常數(shù)；拐點(diǎn)（knee）電壓，標(biāo)么值；磁通量限制的釋放時(shí)間；,磁化電流，％。菜單的第四頁(yè)，圖2.30顯示的是電流和磁通的跟蹤設(shè)置（MonitoringofCurrentsandflux）：圖2.30（1）線圈1電流的名，kA；（2）線圈2電流的名，kA；（3）線圈3電流的名，kA；（4）磁化電流名，kA；（5）磁通鏈的電流名，kW－N。3、有載調(diào)壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案3.1有載調(diào)壓裝置工作原理3.1.1基本結(jié)構(gòu)35/10.5kv雙繞組帶有載調(diào)壓降壓的變壓器通常是由y/△△11連接總成。采用中間抽頭法提取調(diào)壓繞組的一個(gè)抽頭,使得在電廠短路過(guò)程中磁通分布均勻,避免了在調(diào)壓繞組的端部產(chǎn)生比電廠高于一個(gè)端部的磁通分布畸變。此外,調(diào)壓繞組和它們的調(diào)壓裝置在地下工作時(shí)電壓比較低。電力電子系統(tǒng)中有載分接開(kāi)關(guān)的主集成電路如圖1所示,一相主控制電路如圖3.1所示,實(shí)際的主控制電路應(yīng)該是三相,與三相開(kāi)關(guān)的主控制電路相同。

如果一次調(diào)壓的范圍大約為1.25%,則一次調(diào)壓時(shí)應(yīng)有14個(gè)抽頭。圖3.1只是顯示了六個(gè)抽頭,電路分別采用兩組獨(dú)立的交流電力和各種控制電子開(kāi)關(guān)(u1、u3、x2和u2、u1、x3),由一組交流過(guò)渡柵阻抽頭r和一組交流過(guò)渡柵阻控制電力交流過(guò)渡柵阻電子控制開(kāi)關(guān)抽頭a0進(jìn)行相互連接。每個(gè)整流抽頭都分別設(shè)置了只有一對(duì)逆向互相并聯(lián)的晶閘管,變壓器的整流繞組和每個(gè)抽頭互相并聯(lián)所對(duì)應(yīng)。圖1中的r1和c1是一個(gè)可以預(yù)防晶閘管被誤導(dǎo)而錯(cuò)誤地引入晶閘管導(dǎo)通的保護(hù)電路;電阻r0和其他機(jī)械開(kāi)關(guān)qfx主要是用來(lái)控制一臺(tái)變壓器的合閘涌流及其他一臺(tái)電力和其他機(jī)械開(kāi)關(guān)之間的平衡均壓,防止一臺(tái)變壓器斷路器在合閘過(guò)程中,其他一臺(tái)電力和其他機(jī)械開(kāi)關(guān)由于耐壓等級(jí)水平被擊穿。其中r-限流電阻確定了各個(gè)分接式開(kāi)關(guān)之間的切換時(shí)間中各個(gè)分接式繞組之間并沒(méi)有出現(xiàn)直接或間隙性的短路。為了能夠讓相應(yīng)的有載分接開(kāi)關(guān)更適宜地進(jìn)行調(diào)壓,要求我們?cè)趯?duì)相應(yīng)的有載分接開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換時(shí),必須做到與其他相應(yīng)的有載分接開(kāi)關(guān)協(xié)調(diào)。圖分接頭調(diào)壓過(guò)程圖3.2顯示了對(duì)變壓器進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)順序。當(dāng)一個(gè)變壓器的各部分接頭數(shù)量為n=-2時(shí),變壓器在最高電網(wǎng)中的輸出端電壓為零狀態(tài)下繼續(xù)運(yùn)行;類(lèi)似地,當(dāng)一個(gè)變壓器的抽頭位置為n=2時(shí),該變壓器就在電網(wǎng)最高輸出電壓狀態(tài)下工作。表中只列出了一相的電壓調(diào)節(jié)順序。在實(shí)際運(yùn)行中，三相同時(shí)調(diào)整。圖3.2圖3.1所示a相主控制電路,,變壓器投運(yùn)后,斷路器qfx處于自動(dòng)分閘。此時(shí),二次側(cè)輸出電壓已經(jīng)接近到額定。當(dāng)一次輸入電壓下降時(shí),從表1可以清楚地看出,為了能夠保持二次輸出電壓恒定,需要將一次變壓器抽頭從n=0調(diào)整到n=-1,即從一次晶閘管機(jī)組u2-x2的操作調(diào)整到一次晶閘管機(jī)u3-x2的操作。為了實(shí)現(xiàn)上述調(diào)壓控制過(guò)程,微機(jī)必須連續(xù)向晶閘管發(fā)送一個(gè)觸發(fā)指令,并依次向晶閘管進(jìn)行觸發(fā)。①在初始運(yùn)行狀態(tài)下,晶閘管機(jī)構(gòu)u2、x2和a0處于導(dǎo)通運(yùn)行狀態(tài),qfx、u1、u3、x1和x3處于關(guān)斷運(yùn)行狀態(tài),抽頭位置n=0,變壓器繼續(xù)在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下正常工作。②停電過(guò)程中觸發(fā)晶閘管繞組a0,使限流電阻R正常工作。③觸發(fā)一個(gè)晶閘管機(jī)組u3,使n=0和n=-1分別作為一個(gè)接頭投入正常工作。由于限流電阻,兩個(gè)抽頭之間并沒(méi)有一個(gè)直接的短路。④當(dāng)一個(gè)變壓器停電或繼續(xù)運(yùn)行時(shí),觸發(fā)晶閘管機(jī)構(gòu)u2,使得分接頭n=0退出正常工作。變壓器繼續(xù)工作,直到抽頭n=-1平衡,電壓調(diào)節(jié)完成。一個(gè)完整的調(diào)壓步驟,如上圖所示,從確定各種變壓器調(diào)壓的必須點(diǎn)開(kāi)始,經(jīng)過(guò)3-4次可靠的觸發(fā)后即可順利地完成調(diào)壓。例如,當(dāng)一次側(cè)和二次側(cè)的電壓超過(guò)零,選擇各個(gè)觸發(fā)脈沖最長(zhǎng)的觸發(fā)持續(xù)時(shí)間,就能有效保證一次側(cè)和二次側(cè)的最高電壓。這種調(diào)壓法處理系統(tǒng)可靠性高,處理時(shí)間短,繞組內(nèi)無(wú)嚴(yán)重發(fā)熱。其中需要特別指出的一點(diǎn)就是,當(dāng)發(fā)生多級(jí)調(diào)壓事件時(shí),待調(diào)分接頭位置在同一組內(nèi),為了避免兩組變壓器繞組之間的短路,應(yīng)該交替地調(diào)整兩組分接頭。3.1.3變壓器合閘涌流的限制在變壓器進(jìn)入斷路器之前，連接到繞組的QFx斷路器處于關(guān)閉狀態(tài)，所有電氣和電子開(kāi)關(guān)都處于關(guān)閉狀態(tài)。打開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，首先連接到QFx，打開(kāi)限制開(kāi)關(guān)，將R0電阻連接到上下繞組。做完上述操作之后使變壓器主開(kāi)關(guān)連接到QF，這樣就能讓變壓器帶電。目前，QFx和R0都起作用。其次，確保電氣開(kāi)關(guān)電壓均勻的條件，當(dāng)變壓器關(guān)閉時(shí)，開(kāi)關(guān)的負(fù)擔(dān)會(huì)更高，在打開(kāi)變壓器時(shí)，二次電壓側(cè)處于電壓最小的位置。打開(kāi)開(kāi)關(guān)后，根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行模式，將分隔符配置到相應(yīng)的位置，最后禁用QFx。3.1.4把空載變壓器過(guò)電壓的限制切除 在自動(dòng)切除一個(gè)變壓器的同時(shí),首先要關(guān)閉所有的電子啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。變壓器上面,下面的繞組電流大于零自動(dòng)切斷。那個(gè)時(shí)候,變壓器的一次側(cè)其實(shí)是因?yàn)殡娫粗袛?。然?切斷與變壓器的主要斷路器qf對(duì)應(yīng)的斷路器,將整個(gè)變壓器從電源上徹底斷開(kāi)。這樣的操縱方式能夠更好地避免負(fù)荷調(diào)節(jié)變壓器切除過(guò)程中所產(chǎn)生的電流。3.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)是搭載了電壓調(diào)整變壓器的核心構(gòu)成部分整體，決定了負(fù)荷調(diào)整變壓器設(shè)備整體的性能和調(diào)整品質(zhì)。其基本原理是微機(jī)是一個(gè)中央控制模塊，對(duì)檢測(cè)到的應(yīng)力進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，在微機(jī)中計(jì)算控制器后，它產(chǎn)生上下指令，并將其與設(shè)置值進(jìn)行比較，控制電壓調(diào)節(jié)器（晶閘管）相關(guān)部分的通過(guò)。圖單片機(jī)控制系統(tǒng)該裝置使用80c196kc作為主要的核心元件。這是mc-96系列宏處理器的主要產(chǎn)品之一。是chmos的高性能16位的宏處理器的子公司。特別是應(yīng)用于復(fù)雜自動(dòng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)和實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)要求高的先進(jìn)智能監(jiān)測(cè)檢查裝置。80c196kc具有a/d轉(zhuǎn)換接口,簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng)的軟、硬件結(jié)構(gòu)。80c196kc的輸入和控制線在被激光耦合電容分離之后,控制水晶閥門(mén)管的激光和觸發(fā)電路,控制水晶門(mén)管的切斷。由于在晶體柵極管中需要控制的晶體柵極管產(chǎn)品種類(lèi)非常多,所以晶體柵極管的控制方法主要有"控制控制控制"和"選擇性控制"。換句話說(shuō),多個(gè)觸發(fā)器共享一個(gè)接觸電路。當(dāng)監(jiān)聽(tīng)器必須同時(shí)自動(dòng)控制時(shí),在觸發(fā)信號(hào)脈沖通過(guò)信號(hào)選擇器之后,將觸發(fā)信號(hào)脈沖加到監(jiān)聽(tīng)器的控制端子。數(shù)據(jù)處理使用二次半波傅立葉變換。在采樣周期的前半段部分,分別采取六個(gè)子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行采樣,每個(gè)子節(jié)點(diǎn)每周采樣三次。取中間值的單位作為采樣周期的單位,在采樣周期后半段對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。a/d轉(zhuǎn)換的時(shí)間控制在10微秒以上,數(shù)據(jù)傳輸速度滿(mǎn)足這些條件。根據(jù)shannon采樣定理,600hz(半周期6端口)的采樣頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了最高頻(100hz)的2倍。因此,樣本的精度可以達(dá)到滿(mǎn)足要求。3.2.2信號(hào)調(diào)理及采樣保持電路如圖3.4調(diào)整電路所示。對(duì)從電源線上獲得的信號(hào)值及其輸入?yún)^(qū)間進(jìn)行了調(diào)整或者變換。將輸入的信號(hào)除以r0后,加上2.5v的電位,將雙極性交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成0-5信號(hào)。圖3.4由于該系統(tǒng)是使用半波傅立葉變換方法來(lái)進(jìn)行對(duì)信號(hào)的處理,所以對(duì)于信號(hào)的頻率要求比較高,所以在取得信號(hào)時(shí)采用了半波傅立葉變換來(lái)取得。即,假設(shè)我們可以通過(guò)忽略信號(hào)與前一個(gè)周期之間所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)周期之間的頻率和時(shí)刻發(fā)生改變,來(lái)取得計(jì)算后每個(gè)周期采樣的時(shí)間來(lái)確定。當(dāng)電源器在進(jìn)行各種多重信號(hào)的收集時(shí),為了能夠保證各種多重信號(hào)的實(shí)時(shí)性,就必須對(duì)其進(jìn)行采樣和保持。當(dāng)宏處理器向控制器發(fā)送"保持"命令時(shí),多個(gè)控制器的信號(hào)也會(huì)同時(shí)轉(zhuǎn)到保持狀態(tài)。按順序?qū)纹瑱C(jī)進(jìn)行數(shù)字采集。3.2.3檢測(cè)電路與觸發(fā)電路檢測(cè)控制電路主要由3個(gè)組件構(gòu)成。檢查一次電壓電流控制相位，檢查二次開(kāi)關(guān)電阻上的電壓電流控制相位，檢查二次電壓和電流太小而無(wú)法控制電路.觸發(fā)電路-利用光電通信傳輸發(fā)射信號(hào)并通過(guò)脈沖變壓器。有載調(diào)壓系統(tǒng)硬軟件設(shè)計(jì)4.1單片機(jī)4.1.1單片機(jī)的發(fā)展史單片機(jī)的技術(shù)在我們中華人民共和國(guó)發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)階段,即初步單片機(jī)、單片機(jī)和soc。單片機(jī)的相關(guān)技術(shù)作為現(xiàn)代微機(jī)原理的重要組成部分,應(yīng)用范圍廣、發(fā)展速度快。單片機(jī)從早期就開(kāi)始出現(xiàn)以來(lái),己經(jīng)逐步發(fā)展至近千個(gè)型號(hào)的上萬(wàn)個(gè)產(chǎn)品。其產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域范圍廣泛,技術(shù)研究發(fā)展迅速。單片機(jī)從早期就已經(jīng)開(kāi)始大量出現(xiàn)以來(lái),己經(jīng)逐漸逐步發(fā)展至近千個(gè)不同型號(hào)的上萬(wàn)個(gè)系列產(chǎn)品。趨勢(shì)主要表現(xiàn)為技術(shù)上向mocmos進(jìn)一步的方向發(fā)展,低器件成本、小型器件體積、高容量、性能優(yōu)越、低廉宜價(jià)格及外圍應(yīng)用集成器件微電路的應(yīng)用內(nèi)置硬件關(guān)鍵詞:8位微型單片計(jì)算機(jī)+8位微型單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。4.1.2單片機(jī)的結(jié)構(gòu)組成CC2530單片機(jī)的主要部件有八個(gè)，分別為CPU（中央處理器）、定時(shí)器、震蕩電路等，具體見(jiàn)下圖4.1所示。其各功能并不相同，主要由內(nèi)部的單一的總線連接而成的。對(duì)于單片機(jī)的結(jié)構(gòu)作如下簡(jiǎn)單的介紹。程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中斷系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中斷系統(tǒng)振蕩電路CPU特殊功能寄存器振蕩電路CPU特殊功能寄存器定時(shí)器串行口并行I/O口定時(shí)器串行口并行I/O口圖4.1如圖4.2為單片機(jī)的總體結(jié)構(gòu)框圖,其中:系統(tǒng)為中央處理器(cpu):它是單片機(jī)的一個(gè)核心,沒(méi)有它就使整個(gè)系統(tǒng)不能正常運(yùn)行,不能完成任何操作,是單片機(jī)完成所有操作和控制的一個(gè)主體結(jié)構(gòu);內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器:片上ram相當(dāng)于c51單片機(jī)的片上ram,可以直接存儲(chǔ)內(nèi)部的數(shù)據(jù),但不能長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)，可視為傳輸，這是CC2530芯片的內(nèi)部ROM，里面存儲(chǔ)了我們所有的程序數(shù)據(jù)表操作方法和豆?jié){。它是單片機(jī)的核心部件之一；定時(shí)器主要用于精確計(jì)時(shí)。當(dāng)一個(gè)動(dòng)作在每個(gè)循環(huán)中完成時(shí)，計(jì)時(shí)器將記錄一次。計(jì)算機(jī)可以提取數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算相應(yīng)的數(shù)據(jù)，還可以控制程序的運(yùn)行時(shí)間。設(shè)置好相應(yīng)的時(shí)間后，就可以在所需的時(shí)間段內(nèi)生成所需的數(shù)據(jù)；CC2530核心模塊有五個(gè)中斷源，兩個(gè)外部中斷，一個(gè)串行中斷用于中斷程序的運(yùn)行，兩個(gè)定時(shí)器或定時(shí)中斷也用于中斷程序在特定時(shí)間的運(yùn)行；沒(méi)有它，數(shù)據(jù)就不能傳輸和交換。圖STM32F103stm32f這這一系列的貝爾單片機(jī)核心是一種屬于整個(gè)貝爾單片機(jī)系列產(chǎn)品的一系列的中低端32位數(shù)的arm核心微控制器,stm32f這一系列的核心單片和主機(jī)技術(shù)芯塊都已經(jīng)是由意法貝爾半導(dǎo)體技術(shù)有限責(zé)任公司進(jìn)行生產(chǎn)和設(shè)計(jì)發(fā)布的,其中最初為核心的芯片技術(shù)模塊就是cocortex-m3。stm32fla系列的射頻芯片根據(jù)片內(nèi)每個(gè)flash的芯片尺寸容量大小可以分為三個(gè)主要容量類(lèi)型:具體容量可以進(jìn)行劃分分別為小量微容量、中大量小容量和比較高能耗。4.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.2.1電路原理圖（圖4.3）圖整流濾波電路1整流電路整流電路就是一種用來(lái)將交流電能改變?yōu)橹绷麟娔艿目刂葡到y(tǒng)。在目前我國(guó),變壓器、整流主控制電路和濾波器三個(gè)部件共同構(gòu)成了大多數(shù)的整流電路。它已經(jīng)在很多場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用:比如電解、電鍍、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速、風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)。二十世紀(jì)80年代以后,多使用整流二極管、晶閘管來(lái)構(gòu)造并連接起一個(gè)主控制電路。連接在主控制電路和負(fù)載之間的通道一般都是濾波器,大多數(shù)時(shí)候都是被用來(lái)過(guò)濾掉交流電壓的脈動(dòng)直流電路中的一個(gè)交流元件。變壓器選擇和設(shè)置的正確性與否可根據(jù)具體條件來(lái)決定。變壓器的功能就是將交流直流輸入電壓之間的匹配和交流電網(wǎng)和整流控制電路的相互隔離。整流轉(zhuǎn)換電路的基本功能主要是將作為交流電的減速器在直流電源中使其輸出的單向脈動(dòng)整流電壓比較高的變?yōu)榻涣麟?然后將其轉(zhuǎn)換成分為單向式和脈動(dòng)式的直流電,這個(gè)整流過(guò)程也就是要對(duì)交流電進(jìn)行整流的全部一個(gè)過(guò)程,整流器的電路主要元件包括高壓整流器和二極管。經(jīng)過(guò)了高壓整流轉(zhuǎn)換器降壓電路后的高壓整流轉(zhuǎn)換器回路電壓不再僅僅是一種交流有源電壓,而是同時(shí)包括了一種同時(shí)含有直流有源電壓與一種交流無(wú)源電壓的混合式高壓整流轉(zhuǎn)換器回路電壓。（1）半波整流電路半波整流器的電路結(jié)構(gòu)見(jiàn)軟件圖4.4。b1為低壓電源整流變壓器,d1為高壓整流電源二極管,r1為交流負(fù)載。如波形圖4.5(a)所示,b1二次電壓波形所指的電壓是一個(gè)頻率方向和一定頻率誤差大小之間的一個(gè)相應(yīng)正弦波上的電壓。0~π在該直流二極管輸入電壓的正半個(gè)周期間,b1二次上端于正下端向上導(dǎo)通,二極管電流d1在一個(gè)正方形內(nèi)向上下端導(dǎo)通,對(duì)交流負(fù)載r1加上一定的直流電源作為輸出輸入電壓,電流流向負(fù)載R1。π~2π該期間為該二極管電壓的正負(fù)半周,此時(shí)b1二次上端為負(fù)的下端電壓為正,二極管d1為逆關(guān)斷,對(duì)負(fù)載r1不施加二次電壓,對(duì)負(fù)載r1不通過(guò)二次電流。2π~3π、3π~4π等之后的周期中重復(fù)以上處理。這樣,通過(guò)"削減"半周電源的正負(fù)波形,如圖4.5(b)所示,可以計(jì)算得到單向輸出電壓。這樣計(jì)算得到的脈動(dòng)電壓波形的頻率和大小會(huì)隨著一段時(shí)間而發(fā)生改變,所以又被人們統(tǒng)統(tǒng)地叫做脈動(dòng)直流。

圖4.4圖4.5設(shè)B1次級(jí)電壓為E，可得：

由此可以得到整流二極管D1此時(shí)的反向峰值電壓：

但是由于這種方法對(duì)電源的利用效率極其低，為了避免資源的浪費(fèi)，一般電源電路中很少使用。（2）全波整流電路其波形如圖4.7（d）所示。圖4.6圖4.7圖4.8圖4.9設(shè)b1次級(jí)交流電壓大小系數(shù)偏差為等于e,理想電壓狀態(tài)下的交流負(fù)載a與r1兩端之間的次級(jí)電壓偏差大小系數(shù)可以通過(guò)下面的電壓計(jì)算公式可以求出:

D1和D2承受的反向峰值電壓為：

全波穩(wěn)壓整流控制電路中各個(gè)全波整流器的二極管中從上流發(fā)射過(guò)來(lái)的全波電流通常要比一個(gè)半波整流小一倍。（3）橋式整流電路如圖4.10所示：

圖4.10從圖4.11可以清楚地看出,在整流電源的一個(gè)正半生命周期內(nèi),b1二次上端分別作為正下端和負(fù),整流二極管d4、d2亮,電流從b1二次上端經(jīng)d4、r1、d2流向b1二次下端;由圖4.12可知,當(dāng)電源信號(hào)轉(zhuǎn)換為正或負(fù)半個(gè)工作周期時(shí),b1二次下端轉(zhuǎn)換為正,上端轉(zhuǎn)換為負(fù),整流二極管d1、d3導(dǎo)通,電流從b1二次下端經(jīng)d1、r1、d3后回到b1二次上端。r1兩端的電壓總是呈上正或者下負(fù),波形與全波整流一致。

圖4.11圖4.12設(shè)b1次級(jí)交流電壓大小系數(shù)偏差為等于e,理想電壓狀態(tài)下的交流負(fù)載a與r1兩端之間的次級(jí)電壓偏差大小系數(shù)可以通過(guò)下面的電壓計(jì)算公式可以求出:

D1和D2承受的反向峰值電壓為：

橋式高壓整流控制電路每一個(gè)橋式整流器的二極管上下所流經(jīng)的輸出電流流量總和大約為電路負(fù)載輸出電流的