一种实用的微机励磁调节装置

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1、一种实用的微机励磁调节装置

2、第1　　从图1可以看出，本装置用来控制晶闸管导通角的输入量主要是发电机的励磁电流IL、发电机输出电压VF和输出电流IF。同步电压VT可通过励磁变压器LB的二次侧得到。功率回路采用三相全控晶闸管整流方式。当两组电压互感器（励磁用互感器LPT和仪表用互感器YPT）中的一组断线时电路会自动切换到另一组运行并发出信号。起励回路取自厂用交流或直流电源。2．1主控电路　　该励磁调节系统装置的微机控制部分如图2所示，它的核心是一个80C196KB微控制器，在80C196K单片机外围扩展了一片8k

3、字节的27C64存储器以及2k字节的28C17存储器。整个系统的程序部分存放在27C64中，而系统的有关参数则存放在28C17中，这些参数可以根据现场实际情况随时修改。本装置因为采用数码管显示，所以外接了一片82C79。图中的74HC138译码器的三个输入端分别接单片机的P4．5、P4．6、P4．7，即单片机地址线的最高三位，这样能使每个外接器件的地址空间连续。按图示接法，27C64的地址为2000—3FFF，是连续的；而如果将译码器的三个输入端接到P4．4、P4．5、P4．6，地址将变为1000—1FFF和

4、9000—9FFF，是不连续的。500)this.style.ouseg(this)">2．2系统测量电路　　由于励磁控制系统比较复杂，需要测量的量比较多，因此该系统采用的是数字PID控制调节，电压及电流用的是直流采样法，该方法实用方便、测量精度高。频率的测量是用图3所示的比较器，其输入的波形通过运放变成一个方波，该方波通过二极管削去负半部分，最后进入单片机的高速输入口。500)this.style.ouseg(this)">　　在整个系统中，单片机与外界采用的是光耦隔离技术，现场数据采集则用互感器进行隔离，

5、因此有效的防止了干扰。　　图4所示是系统电压测量电路，采集的是两相电压，这样可有效防止掉相。图中采用的一个带通滤波器可使工频信号有效的通过。在励磁起励时，若所测系统（电网）电压高于90V（额定值为100V），则自动跟踪系统电压功能有效；而若所测系统电压低于90V，则给出开机令或人为按下开机键，以使发电机电压上升至额定值。对于自并激励磁系统，当残压不能起励时，应按下起励按钮。500)this.style.ouseg(this)">2．3同步电路　　励磁调节系统装置的同步电路框图如图5所示，其中的三相电压分别输入

6、三套相同的采集、滤波和微分电路。微分出来的是尖峰脉冲，而后经三相叠加后，可使其在一个工频周期内出现六个尖峰脉冲（三个正相和三个负相）。这些脉冲通过比较器形成方波，该方波则通过一个二极管输入至高速输入口，这样在一个工频周期内就有三个相隔120度的正相脉冲，而实际上应有六个相隔60度的脉冲，所以本系统的设计思路是将剩下的三个脉冲计时通过软件来实现，并通过软件来简化硬件电路。之所以要把三相出来的尖峰脉冲叠加后一起检测，主要是为了节省高速输入口的资源。该同步电路可使六路移相脉冲与六相桥臂的电压相位同步，以便为脉冲的发

7、出提供计时起点。500)this.style.ouseg(this)">2．4脉冲输出电路　　在励磁调节系统中，脉冲的触发是整个控制过程的关键。本系统采用三相全控桥作为励磁装置的主回路，考虑到脉冲变压器的体积，故采用了双窄脉冲。触发硬件电路如图6所示，其中单片机的六个高速输出口通过反相器接到一组二极管的负极，而二极管的正极则接到一组光耦的发光部分。当高速输出口输出脉冲时，二极管导通，同时光耦导通，由于光耦的受光部分输出后又接有一些相关器件（如脉冲变压器（图6中未画出），因而可得到控制晶闸管所需的窄脉冲。　　图

8、6电路所连接的十二个二极管能够保证当一个高速输出口输出脉冲时有两个光耦导通，从而使其在同一时刻有两个窄脉冲产生，这样六个口轮流产生脉冲，便形成了全控桥整流电路所需的双窄脉冲。图5同步电路框图500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">3软件设计该同步发电机励磁系统的许多功能均已软件化,软件功能丰富完备.采用模块化软件结构,只需拼接相应的软件模块就能适应各种励磁方式.其主要程序模块有PID控制算法、A/D测量及滤波、频率测量、脉冲输出、参数修改

9、、通讯、保护及限制等。系统的主程序流程框图如图7所示。4结语本装置的硬件电路简单可靠，维护方便，软件功能强大，抗干扰能力强，能够适应各种恶劣环境。目前，该系统已在锦州、玉溪等多家电厂中投入运行，经现场实验证明：该系统稳定可靠。