家用电源功率因数补偿

节约用电

家用电源功率因数补偿

提高用电的功率因数, 是节约电费的根本方。这在工厂里很早就在实行。所谓功率因数，也就是用电器具所消耗的电流波形与电源波形不同步。由此产生的无功功率这与电器的用电性质有关。对于电阻性负载, 如电炉、白炽灯等。虽然它们的效率不高，但功因数比较高。而电容性负载和电感性负载，如家中的洗衣机、电扇、空调等，由于都是感性负荷，它们的功因数都不是很高。而这电器，在家用电器中大量存在。提高家用电源的功率因数。大有必要。所谓功率因数补偿。就是在感性负荷的情况下, 投入电容，使之吸收感性负荷的无功电流。

电路设计:

这里，用单片机来完成功率因数的检测、显示、及自动控制。首先来看功率因数的检测, 电压信号经R1,R3,R5,R9, 及R8,C2,C3等组成的滤波网络后，送入IC6A 的输入端。IC6A 在这里作为一个过0比较器，在它的输岀端就得到了与电源同步的方波伩号。见图2中的波形1。在PAD12,PAD11两端接由电流互感器送来的电流汛号, 也经滤波网络后，送入IC6B 的输入端。它的输岀端也得到了与电流同步的方波伩号。如果是感性负载，电流将滞后，如图二中的波形4，如果是容性负载，电流将超前，如图二中的波形2。将这两个伩号相与，得到了图二中的波形3，将此及波形1送入89C2051，进行计算。

在单片机编程序时，要考虑的是:1,要检测出功率因数的值。还有，是超前还是滞后。先检测P3.4脚的电压伩号2, 将值显示。3, 根据检测出功率因数的值来控制K1-K9来投放或切除补偿电容。这里投放或切除的顺序有个要求，先投放的先切除。使之各路电容轮流都能工作。

图(1)

电压波型

电流超前

电流滞后

图(2)

编程设计

我们看到，当电流与电压不同步时，P3.4就会岀现正脉冲。而正脉结束后电压波形为正时、为电流超前，而正脉结束后电压波形为负时、为电流滞后。当P3.4为正时我们启动一个记数器、并经过转换来表示功率因数的值。

我们知道，市电的频率为50，周长就是20毫秒，其1/2为10毫秒。要在10毫秒时间内记100个数，再用100减去所记的数，来近似的表示功率因数。

我们设置一个中断。并让它0.1毫产生一次，那么100次中断就为10毫秒。

还有要考虑的亊,1，在负载小时不进行补偿。这里用IC8C 和IC8D 放大并整流电流伩号, 只有这个值到要求值时才有无功伩号。2，补偿切換时不能太频繁。检测到无功伩号后要廷时一奌时候，以避开一些短时波动的无功伩号。

汇编程序:

ORG 00H

LJMP START

ORG 0BH

JMP INT_T0

ORG 30H

START:

MOV 46H,#00H

MOV 47H,#00H

MOV 48H,#00H

MOV 49H,#00H

MOV P1,#0FFH

SETB EA

MOV TMOD,#011H

SETB ET0

;***************

WEM:

CALL CK3

CALL WE

JNB P3.4,$

MOV R2,#5

DJNZ R2,$

JB P3.4,CK1

JMP WEM

;**************

CK1: MOV TH0,#0FFH

MOV TL0,#0A2H

SETB TR0

JB P3.4,$

JNB P3.3,CK2

JB P3.3,KKI

JMP CK1

;-----------------------------------

CK2: CLR TR0

SETB P3.5

CALL CK3

INC 49H

MOV A,49H

CJNE A,#5,WEM

MOV 49H,#00H

JMP BK1

;-----------------------------------

KKI: CLR TR0

CLR P3.5

定时中断0地址 跳转中断0程序 计数器工作方式1 定时器0溢出中断 调用显示程序 置数 置数 开定时器0 关超前灯 开超前灯 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;

CALL CK3

INC 4AH

MOV A,4AH

CJNE A,#5,WEM

MOV 4AH,#00H

JMP BK2

;----------------------------------------

CK3:

MOV A,42H ; 参数计算

MOV B,#10

MUL AB

ADD A,41H

MOV 44H,A ; 十位的数乘以10加个位的数放入44H MOV B,#100

MOV A,43H

MUL AB

ADD A,44H

MOV 45H,A ; 百位的数乘以100加44H 的数放入45H MOV A,#100

SUBB A,45H

MOV B,#100

DIV AB

MOV 46H,A ; 计算后的百位放入46H

MOV A,B

MOV B,#10

DIV AB

MOV 47H,A ; 计算后的十位放入47H

MOV 48H,B

CALL WE ; 调用显示程序

MOV 41H,#00H

MOV 42H,#00H

MOV 43H,#00H

CALL DELAY

RET

;----------------------------------------

; 显示程序

WE: MOV R0,#46H

K0: MOV 2FH,#8

CLR P3.1 ; 禁止串行数据转为并行输出 MOV DPTR,#TAB ;

MOV A,@R0 ; 将R0所指向的地址中内容送ACC MOVC A,@A+DPTR

CLR C

K1:

RLC A

MOV P3.0,C

SETB P3.2 ; 产生一个上升沿CLK

NOP

CLR P3.2 ; 产生一个下降沿CLK

DJNZ 2FH,K1

INC R0

CJNE R0,#49H,K0

SETB P3.1

RET

;----------------------------------------

INT_T0: ; 中断0程序

MOV TH0,#0FFH ; 置数

MOV TL0,#0A2H ; 置数

INC 41H ;41H 的值增加1

MOV A,41H ;41H 放人ACC

CJNE A,#10,EP ;ACC 到了10吗? 不到, 跳EP MOV 41H,#00H ; 到了,41H 清0

INC 42H ;42H 的值增加1

MOV A,42H ;42H 放人ACC

CJNE A,#10,EP ;ACC 到了10吗? 不到, 跳EP MOV 42H,#00H ; 到了,42H 清0

INC 43H ;43H 的值增加1

EP:

RETI

;-----------------------------------

; 加程序

BK1:

MOV R1,50H

CJNE R1,#0FFH,KK1 ;P1到0FH 吗

KK1: MOV A,31H ;31H 放入ACC

CJNE A,#07FH,KK2 ;31H 到7FH 吗, 不到转头 CPL C ; 到了CY 取反

KK2: RLC A ;ACC 左移一步

MOV 31H,A ;ACC 的值放31H

JMP RTY ; 跳转RTY

;***********************

; 减程序

BK2:

MOV R1,50H

CJNE R1,#00H,KK3 ;P1到00H 吗

KK3: MOV A,32H ;32H 放入ACC

CJNE A,#07FH,KK4 ;32H 到7FH 吗, 不到转头 CPL C ; 到了CY 取反

KK4: RLC A ;ACC 左移一步

MOV 32H,A ;ACC 的值放32H

JMP RTY ; 跳转RTY

;***********************

TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H ;***********************

RTY: ; 结果

MOV A,31H ;31H 放入ACC

XRL A,32H ;31H 与32H 作异划

MOV 50H,A

MOV P1,A

JMP BK1

;-----------------------------------------

DELAY:

MOV 24H,#20 ;1秒

N1: MOV 25H,#155

N2: MOV 23H,#160

DJNZ 23H,$

DJNZ 25H,N2

DJNZ 24H,N1 RET END