基于DSP芯片TMS320F240的电压无功控制器的设计

频率为*kHz。数据采集部分采用定时器1，数据长度为128点。这样，对于50Hz信号可保证采样为一个整周期。A/D转换设置为双A/D同步采术，如通道0与通道8采样时，设置A/D的代码为:

LDP #224

SPLK #1001100100000000b,ADCTRL1

SPLK #0000000000000101b，ADCTRL2

谐波分析采用基2的128点快速速傅立叶变换，取前30次谐波数据传递给80C196。

程序中每一相的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率使用下列各式计算(其中N=128)。

电压有效值：

电流有效值：

有功功率：

无功功率：

TMS320F240中没有开平方运算的指令，电压、电流计算中的开平方采用牛顿代法。开平方函数f(x)=x2-c=0的根的牛顿迭代公式为：

迭达收敛的速度取决于x初值的选取。初值x0越接近真值，收敛速度越快。政党情况下，电网的电压及电流尤其是电压变化范围不大，初值比较好选取。

由于单相电压电流采用同步采样，功率的计算比较准确。三相电路的有功功率及无功功率分别为它们的各相之和。电路为三相对称时，可采用单相功率的3倍作为总的三相功率。

TMS320F240与80C196的通讯采用双口RAM完成。在双口RAM中定义寄存器单元存放命令字DSP_MCU_CMD。DSP读取判 断是否进行采样、是否进行FFT、是否计算有关电量。DSP完成指令后，将命令字相应位置1; 80C196检测该位，从双口RAM中读取数据。

3 实验结果

利用信号发生器产生正弦信号，叠加2.5V的直流偏移后输入到两个A/D同步采集通道(通道0和通道8)，进行测量实验。信号I视为电压无功控 制器待测量的电压信号;信号II视为电流信号。实验一的输入信号波形见图4，频率为50.63Hz，电压U(信号I)领先电流I(信号II)27.6度， 实验结果见表1;实验二输入信号波形见图5，频率为49.69Hz，电压U(信号I)落后电流I(信号II)44.5度实验。

TMS320F240的应用，极大地改善了电压无功控制器的性能，使得控制器能够对诸如过压、欠压、缺相、谐波越限等故障做出反应。同时电压无功控制器的数据处理与外围控制分开，有利于系统的模块化设计，提高了系统的可靠性。