摘要：提出了基于TMS320F2812的磁控电抗器的新型动态无功补偿方案。介绍了TMS320F2812的特点和磁控电抗器的原理，给出了基于TMS320F2812的磁控电抗器的软、硬件设计。

　　TMS320F2812数字信号处理器是TI公司最近推出的32位定点DSP控制器，是目前控制领域最先进的处理器之一。具有基于C/C++高效32位TMS320C28x DSP内核，并提供浮点数学函数库，从而可以在定点处理器上方便的实现浮点计算。TMS320F2812 DSP集成了大量的外设，优化过的事件管理器具有脉冲宽度调制、可编程通用计时器及捕捉译码器接口，12位模数转换器，片上标准通讯端口等。

　　2 磁控电抗器的工作原理

　　2.1 MCR电路接线图及工作原理

　　磁阀式可控电抗器的铁芯截面积具有减小的一段，在整个容量调节范围内，只有小面积的那一段饱和，其余段均处于未饱和线性状态，通过改变小截面段磁路的饱和程度来改变电抗器的容量。

?图1 (a)磁阀式可控电抗器的接线图 (b)电路图。

　　如图1所示，本磁控电抗器具有完全对称的磁路结构。4个铁芯柱中两边的起导磁作用，中间的两个铁芯柱相当于单相电抗器的分裂铁芯柱，面积各为Ab，长度为L-L1，每铁芯都具有长度为L1的小截面段，其面积为Ab1 (Ab1

　　式中：为铁芯饱和度。可控硅的触发角与的关系为：

　　2.3 小结

　　通过改变磁控电抗器(MCR)二次侧直流回路的IGBT的触发角，来改变二次侧直流的电流，从而可以达到平滑调节电抗的目的。

　　3 基于TMS320F2812的磁控电抗器的设计

?　　图2 控制系统图

　　3.1.1信号采集

　　图3 M57962L 驱动 IGBT 模块的接线图

　　当 IGBT过载(过压、过流)时，即其集电极电压大于 15V时，隔离二极管D1截止;1脚为15V高电平，则驱动器将5脚置低电平，使IGBT截止，同时，8脚置低电平，使光耦合器工作，以驱动外接电路将输入端13脚置高电平。稳压二极管Z1用于防止D1击穿而损坏M57962L。Z2、Z3组成限幅器，以确保IGBT基极不被击穿。

　　3.1.4 开关量输入输出电路

　　开关量输入输出电路选用TLP521-4芯片，该片内集成了四组光电耦合器，可进行四路开关量的转换。当开关量输入到TLP521-4的输出引脚，发光二极管发出红外光，光敏三极管受激发后便产生电流，在集电极输出低电平，当光敏三极管截止时，被拉高至VCC高电平，从而在输出侧产生压降。经TLP521-4转换后的信号送至TMS320F2812的GPIO口。

　　当TMS320F2812的GPIO输出高、低电平时，经过74LS373锁存、限流后，到达光电耦合器TLP521-4，后到达ULN2803A，输出到继电器以控制开关。

　　3.2 软件设计

　　通过对电压、电流的检测，经模-数转换，借助于瞬时无功功率理论，计算出实时无功，采用查表法，找出触发IGBT的触发角，调节磁阀式电抗器二次侧的直流电流，从而达到补偿的效果。系统软件的流程图如图4所示。

　　系统初始化(部分代码)如下：

　　ADC模块复位：

　　4 结论及创新点

　　采用TI公司高性能的TMS320F2812作为磁控电抗器的核心芯片，可以满足实时采样、高精度转换，无功复杂计算及对IGBT触发角控制的需求，简化了硬件电路的设计要求，实现了磁控电抗器容量的连续无级调节。创新点：①单相四柱体对称结构与一般采用的三柱非对称结构相比，电磁设计更加科学、合理。②磁控电抗器的控制开关采用了电压源控制的IGBT，简化了控制电路，增强了控制的灵活性。③TMS320F2812作为TI公司最强大的控制处理芯片用于磁控电抗器。

　　参考文献：

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　　[4]陈柏超著.新型可控饱和电抗器理论及应用[M].武汉：武汉水利电力大学出版杜，1999.

　　[5]苏变玲等.DSP在暂态电能信号监测系统中的运用[J].微计算机信息.2006.6-2:192-194