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一种同步澳门新萄京微机励磁装置的研制


种同步澳门新萄京微机励磁装置的研制王心远,数字触发等电路本装置实际运疔稳定,证明设计合理可靠性高在当前我国的电力系统中运行着大量的同步发电机组励磁系统对于维护机组的安全运行和电网稳定所起的作用越来越受到人们的重枧而现在运行的励磁装置,有着不同的优缺点总体上,微机励磁装置在电力系统中所的比例在逐年上升为满足大呈中小咐同步发电机机励磁系统技术改造的需求,设计了种采用,片机和,拟激字电路相结合的励磁装置,己经成功应闽某厂5 000步发电机上,经过多次,停机考验,运行安全可沿,取得了较好的经济效益,1基本组成在励磁装置的发,过程中,过了山最初的磁性元卞调节肩分立元件或大规模集成电路,最终是现在普遍应的微机励磁装览但人体上采叫从测量给企调节到触发级的双通道硬件基本上完全相同的冗余结构。这样单通道结构的性能和可靠性定程度上代了整体励磁装置微机励磁调节器具有系统功能强大App编程灵活配置多样等优点。但是在某些中小型机组的应也存在些不尽人5之处。如硬件电路复杂抗干扰能力较低,这固然叮以靠提高硬件电路设计的集成度来解决,却会增加系统的成本用微机来究成控制规律的数字算法和大景的数据采集运算,也会降低系统的调节速度和,能,大成本考虑到用户的从掌掘和维护,以及装置整体的完善和适用,研制了这种适用于中小型机组的静止励磁装置。它的单通道结构仅仅由开关量接口单元,送小元柬空制单元计线路板组成其中测试变送中儿和拽制电元各由个8位单几机为核心,可以编程设定为垆发电机电压调节方式,即,或扮励磁电流调节方式,即只阁1为述单讪逍结构的祜止励磁装置原理框,收稿日期200心09之责任编辑陈书欣量及变比由机组参数决定。1为接于发电机出口的相电压互感器,了人为接于发电机人相的电流互感器功率回路采用相全控晶闸管整流方式同步信号取自励磁变压器次侧采用肘电流传感器测量澳门新萄京的励磁电流。肘尺为发电机灭磁开关灭磁方式为在正常停机时采用相全控桥逆变,在事故状态下为跳灭磁开关灭磁,为线性灭磁电阻。起励回路取自厂用交流或直流电源。
与远方控制设备之间的多路控制指令与输出信号的转换与隔离每路均由光耦和工作于开关方式的功率肘031组成这与常规应用的继电器比较,具有体积小电寿命长及可靠性高的优点尤其是MOSFET的功耗极低,使得整个单元不存在发热问。
测量变送单元的核心为片,冗16074单片机它内部为哈佛作沿结构,具有分离的程序存储器和数据存储器,澳门新萄京采用两级流水线指令取数据和实行,运行速度怏在硬件上有8路8位,转换引脚和两路位,肘输出,适合作为数据的测量与转换该单元的模拟电路部分实现发电机定子电压,频率,励磁电流有功功率户,无功功率2的测量,转换为设计的标幺值,同时励磁电流,有功功率,无功功率被单片机采集,经过内部的App运算实现过励和欠励限制,通过哪肘引脚分别输出,经过滤波电路变换为相应的限制信号电压,叠加到,调节器实现同时单片机还按照开关量10接口单元传递的控制信号实现高精度的给定值发生器。
澳门新萄京控制单元的主要功能包括实现发电机定子电压和励磁电流的,闭环调节,同步信号的滤波和锁相变换,以及由MCS8031单片机与外接器件2764ADC0804等实现的数字触发器和脉冲形成及放大电路。该单元还完成数码显的接口控制。
控制逻辑就可以实现通常所讲的双通道结构,而且每通道都可以单独配置为人只或人尺工作方式。
2主要功能的实现原理2.1澳门新萄京有功功率只无功功率0的测量在微机励磁装置中,有功功率户与无功功率2的测量有直流采样与交流采样两种方法。交流采样般是在每周期内对同相的发电机定子电压和定子电流进行多点采样,然后按照定间长等缺点。采用直流采样基本上不占用单片机的时间,能够满足励磁装置的需要。
一种同步澳门新萄京微机励磁装置的研制
2为测量澳门新萄京户与0的电路原理框和相应波形。
在2中,左面为各点对应关系波形右面为电路原理框,为发电机人相电压,人为发电机人相电流,认为发电机队线电压,为功率因数角。为测量有功功率户时调制后的波王心远等种同步发电机微机励磁装置的研制经过放大变换再送到随后电子开关的输入,认。
先经过过岑比较器得到两个互相反相的信号,控制电子,关从而使人相电流在坷个线电压的周期内按照定角度以同相和反相两种工作式,与后级的运算放大器协调工作。最后得到,点的经过调制的波形潘经过低通滤波器变换为反映波形平均值的平泔直流电压,它与发电机无功功率2符合定的比例关系。下1飞2测量发电机尸2的电路原理框ThetestingcircuitfoiPandQ,f同理,在发电机有功功率尸的测量中,区别仅在于屯了开关的,制信号由线电压先经过滞后90的移相环1再去由过零比较器产生为保证在发电机频率变化时的准确相移角度移相环节由0触03器件4046锁相环实现此时经过调制后的波形2的认下式为计算波形平均位的公式。
2.2模拟pm调节器采1模拟电路实现调节1有技术成熟调试简单直观容易掌握等优点。尤其是在中小型发电机组的应用。不像数字,那样要求较高的理论水平。3为在本装置上使用的,0电路原理框,反馈值,6+为由给定值发生器来的与6反极性过励输入irj,工作时模拟,的输出电压认经过模数转换电路人000804后,变为与队的电压范围相对应电路中,决定发电机电压调节精度的静态放大倍数通过改变电阻1现电位器决定积分时间常数,心电位器决记积分增益,电觐瓜电容,1决定微分,间常数与增,这些参数均町羊。独整定,七个影响,既以捉高凋节精度,义可以获以满。的动态响应再与给定电压枳分环节配合能实现发电机的平稳零起升,2.3数字给定电路给定值发卞器对尸个励磁装置来讲滑动触点容易接触以及不,合频繁调节的场合而采用大规模数字电路又存在线路复杂及计灵活仲较羌问为此设计了山关国胃企业推出的数控电位器芯片,9241与触,出1企业的单片机,6,4依靠两线制120串行总线通讯,同时辅助以模拟电路组合实现的给定值发生器。借助单片机的App能够实现可编程功能,采用片9241来满足对给定值发生器的高精度步长要求,模拟电路的姐合使这种设讣方案具有辱搜,2撒输益腽谢湾通私,6伽坦。,此趾,哪。4碑8微661.邱01芯片的引脚连线,其他与此相似,9241为非易失性数控电位器芯片。每片内包括个可单独寻址与访问的电位器。每个芯片以化总线与单片机通讯,接受控制。其中3线控制数据传送的进秤,1线传送具体的数据和状态码。另外每片内标号为人0,地址,4址,采纯App的方法,可以4数字给定电路原理框硬件大大简化。同1芯片内的个屯位器以串联方式工作,全部叫个芯片以并联方式工作,所,芯片的滑动端均连接到同相加法器的输入,得到给定值电压输出,再经过级反相后得到反极性输出电压给定值发生器的精度达到总步长不小于1000单片机接受开关量接口单元来的控制信号,通过总线控制输出直流电压的变化。另外0口外接8位拨码开关,可设定给定值发生器的复位伉与变化速度。常规设讣中广泛采精密多圈屯位器或由数字集成电路组合实现。
机械电位器的工作不稳定可靠性低,2.4数字触发器在晶闸管整流电路中,触发脉冲是保证装畀正常稳定运行的关键,澳门新萄京采用相令控桥作为励磁装置中的主回路方式时,要求双窄脉冲或宽脉冲。考虑到脉冲变压器的体积,般采用双窄脉冲。
它由积分电容的充放电得出定电角度的脉冲,经过放大后触发晶闸管。般还要附加脉冲监测电路这些均导致电路复杂,降低可兑忡。为此,设计了由厘,犯031争片机为核心的数字触发器。5为电路原理框到的同步电佧信号。1先经过带通滤波屯路,消除了晶闸管整流电路工作时,对步电吒波形影响形成的畸变,保证广,兜淖既啡舷唷8没方谏瓒ǖ闹行钠德视,励磁电源致,对丁静止励磁为50出然后山后级的锁相环屯路4046和分频电路4040以到锁定于电源频率的中断逻辑控制信号和倍频信号。中断逻辑控制信号为与电源频率致的方波,引入单片机8031的外部中断输入端取作为同步认相信号。2倍频信号为脉冲形成,人数字触发器原理框芯片的输出引入厂机的计数器输入端义在App中通过对该信号讣数的乃式来控制触发脉冲移相角,在设计取= 768,触发精度以控制在5之内,调节产生的控制电压认经人0,804转换后,被单片机读入作为每次计数的根据晶闸管所需的六路相控触发脉冲由单片机的只口输出为90的宽脉冲信号,在脉冲形成与放大环节中与倍频信号叠加,经过级MOSFET放大后直接触发晶闸管。由于采用了高频触发脉冲调制,频率大约为3.8kHz,脉冲变压器的体积和电感量很小,就减少了它的漏抗,提高了脉冲的陡度和幅值,且电路很简单,可以不考虑附加脉冲监测环3结论采用成熟的模拟与数卞电路,结介单片机的高度集成化与App的灵活性研制的这种微机励磁装置,具有功能完善,控制精度高,硬件电路可靠及调试维护简单等优点,并且该装置己经在现场长期稳定运行,达到了预期的设计要农1樊俊。同步发电机半导体励磁原理北京水利电力出版社,1991上接第39页采阳形燃汕预热器,由于异形凹槽旋流管其换热能力是相同光滑管的2 03.5倍,可以大幅度地减少换热设谷的传热面积和缩小体枳膺低金属材料尤其是铜管材的消耗洇此采用旋流符适提传热效中。的效技术途径。
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