毕业设计负载识别器设计.doc

石家庄铁道大学毕业设计 负载识别器的设计 The Design of Load Identifier 2011 届 电气工程 系 专 业 电气工程及其自动化 学 号 学生姓名 指导教师 完成日期 2011 年 5月 25日 毕业设计成绩单 学生姓名 学号 班级 专业 电气工程及其自动化 毕业设计题目 负载识别器的设计 指导教师姓名 指导教师职称 讲师 评 定 成 绩 指导教师 得分 评阅人 得分 答辩小组组长 得分 成绩： 院长（主任）签字： 年 月 日 毕业设计任务书 题　目 负载识别器设计 学生姓名 学号 班级 专业 电气工程及其自动化 承担指导任务单位 电气工程系 导师 姓名 导师 职称 讲师 一、主要内容 分析电力负荷中，负载的种类；通过采集来的数据，进行分析。能识别出功率较大的纯电阻性负载，并自动断电。 二、基本要求 负载识别的算法，并根据要求，完成软硬件电路。 三、主要技术指标（或研究方法） 电网电压：180～220V，瞬时功率：300W； 查阅相关资料，进行理论研究 四、应收集的资料及参考文献 高锋．单片微型计算机与接口技术．北京：科学出版社，2007 刘卫国．C语言程序设计．北京：中国铁道出版社，2008 阳宪慧．现场总线技术及其应用．北京：清华大学出版社，1999 五、进度计划 1-2周 课题调研、收集、学习参考资料，查阅外文资料，做开题报告 3-5周 制定毕业设计方案 6-9周 设计硬件电路，确定各元件参数 10-11周 设计软件部分 12-13周 设计整体系统 14-15周 整理并撰写毕业设计论文，提交论文给指导老师 16周 答辩 教研室主任签字 时　间 2010 年12 月 16 日 毕业设计开题报告 题　目 负载识别器的设计 学生姓名 学号 班级 专业 电气工程及其自动化 一、本课题的研究背景及意义 近年来，随着高校规模的不断扩大，学生人数急剧上升，许多高校都实行后勤管理社会化。与此同时，关于高校学生公寓火灾事故的报道也日益增多。据相关数据表明，这类火灾大部分是由于学生违章使用热得快、电炉子等大功率阻性负载造成的。为杜绝此类事故的发生,在确保学生正常用电的前提下，限制大功率阻性负载的使用，保障学生用电的安全性是亟待解决的问题。针对这种情况而研制开发的智能负载识别器，可自动识别宿舍用电电器。计算机、电视机等电器可不加限制地正常使用，而电炉子、热得快等违章电器则无法使用，从而因使用违章电器带来的安全隐患。该产品的优点是成本较低效果明显对一般的大功率阻性电热负载基本都能识别基本解决了学生宿舍的安全用电问题缺点是只能识别大功率的阻性电热负载(一般产品只能识别300W以上的阻性负载)而且随着用电系统中改变相位设备(如计算机日光灯)的增多产品动作值的偏差就会变大采用单片机技术通过判断负载的变化负载的特性对恶性负载进行控制不仅可以有效的控制恶性负载的使用而且成功解决了模拟产品因用电系统中感性设备的增多导致相位偏移的问题1)负载的种类及特性 非线性整流性负载：这类负载在供电电压为标准正弦波的情况下，电流畸变成非正弦波呈脉冲状，包含了大量的谐波分量，如计算机、电视机、充电器、采用电子整流器的荧光灯等。 感性负载：电流和电压波形相同相位不同，电流滞后电压一定角度，cosφ小于零而大于-1，如日光灯。 纯电阻性负载：电流和电压同相位，即cosφ=1，如热得快、电热杯2)识别的原理 阻性负载尤其是恶性负载接入电路时，电路中的功率值发生台阶性变化，电路中的谐波值变化很小，功率因数接近于1。计算机类负载接入时，电路中的3次谐波值变化很大。 (3)研究方法 电路的稳态发生变化时，首先判断电路的功率和电流值是否超过设定的阈值，超过的话系统跳闸，没有超过，系统继续进行判断。如果电路中的3次谐波电流增加，证明有计算机类负载接入，系统不做任何动作；如果电路中的功率发生台阶性变化，功率因数增加，数值接近于1，并且谐波分量变化很小，证明有阻性负载接入，系统做进一步判断，如果功率值在瞬间达到平稳值，证明是电磁类加热负载接入，系统不做任何判断，如果功率以及电流经过若干周期后达到平稳值，证明有电阻丝加热类负载接入，系统跳闸；几秒后，没有恶性负载的前提下，系统重新供电。 四、预期效果 能自动识别房间内的