igbt开关式自并激微机励磁系统的原理及应用论文

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1、IGBT开关式自并激微机励磁系统的原理及应用论文摘要本文以HR表示氧化锌压敏电阻，它是一种非常优良的非线性元件，其电压与电流关系可用下式描述:与此相对应的伏安特性如图六所示。可以将伏安特性划分为两个工作区域:I是小电流区，II是大电流区，A称为转折点。

2、由于YMR与FLQ是并联连接，当正常工作时，FLQ两端电压较低，YMR工作在小电流I区，流过它的电流较小，仅为数百微安，称为泄露电流。它既不能消耗能量，也不影响被保护对象的工作状况。一旦有过电压发生，氧化锌压敏电阻本身无任何延时，其响应时间大约为100毫秒，因此，

3、它立即过渡到大电流II区工作,.freelA。3.1.7信号输出电路共有14路信号输出，调节器面板上有对应的14只发光二极管指示，共用4个光字牌信号输出，并可接至中央控制室。这14路输出信号分别是:+12V电源、-12V电源、+5V电源、24V电源、风机故障、手动运行、油开关状态、灭磁、低频、过励、低励、PT断线、试验及开机;其中过励限制、顶值限制、过励保护共用过励指示信号，另还有正组脉冲指示、反组脉冲指示。当过励保护、PT断线保护动作，调节器输出设备故障信号节点，同时在调节器面板上驱动相应指示信号;当风机故障（

4、功率单元温度过高）、手动、灭磁、低励限制、过励限制、顶值限制等动作，调节器输出设备异常信号，同时在调节器面板上驱动相应指示信号;另设正组脉冲、反组脉冲两路信号指示。3.1.8电源电源采用双路输入双路开关电源并联工作方式。输入电源采用交流220V整流后与直流220V并联，输入到两套独立的开关电源，开关电源的输出并联。此设计方式充分考虑了设备工作的基础--供电电源的可靠性和冗余度，为整个设备的正常工作提供坚实的基础。输入:DC220V±20％;AC220V±10％~20％，输出:+5V/10A;+12V/2A；-12

5、V/2A;+24V/1A;24V与其它三路电源电气隔离，用作开关信号输入、输出和脉冲功放电源。3.2控制软件主程序原理流程图控制软件程序包含各功能子模块程序、显示、给定调节、开关量保护判断、采集、功率计算、自动PID、手动PID、低励PID、控制方式选择、手动跟踪自动、自动跟踪手动、PSS、恒无功等、键盘处理子程序、高速输入中断、高速输出中断等。主程序原理流程图如图七所示。3.3励磁调节器基本功能◆保持发电机端电压恒定◆正负调差率可以选择◆发电机恒励磁电流运行◆PID及PI控制调节，附加PSS或EOC调节（可选）

6、，可变参数自适应调节及非线性最优调节◆强励顶值限制◆过励反时限限制◆低励限制◆V/F限制◆八位数码管十进制显示多种参量，循环或定点显示◆励磁/仪表电压互感器断线检测及保护◆全数字调节◆电源、硬件、软件故障信号以及其它各种故障信号输出◆与其它自动化仪器仪表及计算机监控系统的通信接口◆空载过压保护◆零起升压可跟踪系统电压◆正常运行时键盘封锁◆两套完全独立的并列运行方式◆双套电源供电，面板测量及指示◆模块化软件结构◆全部参数均用十进制数字显示◆十六只薄膜键盘在线修改控制参数◆完备的硬、软件自诊断功能◆开机电压自动置位，

7、关机电压自动清零◆状态信号显示◆正反组脉冲输出双层隔离，面板测量及指示◆掉电数据保护3.4励磁控制系统方框图IGBT开关式自并激微机励磁控制系统方框图如图八所示。图中A1、A2、A3分别是控制回路、励磁功率回路及发电机的输入输出特性。其中UKZ是控制环节A1的输出，它的大小和占空比KC成正比。为了方便分析，假设:UKZ=KCUgl是功率环节A2的输出（平均值）。我们由图二及分析知:在IGBT开关励磁中，输入、输出及占空比的关系为:Ugl=1.35UINKC由此可知，Ugl及KC是线性关系，因而系统具有很好的线性度

8、和稳定性，降低了控制的复杂性。4.结束语IGBT开关式励磁调节器成功地将新型功率复合电子器件——绝缘栅双极性晶体管IGBT运用于励磁控制领域。由于IGBT同时具备承受高电压、大电流和工作速度快、控制功率低的特点，使得开关式励磁调节器结构简单、性能价格比大大提高。我们相信，随着大功率规格的IGBT的出现，以IGBT作为功率器件的开关式励磁系统将会得到更加广泛的应用。