励磁调节器软硬件原理-L陈遗志

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1、励磁调节器原理国网电力科学研究院/国电南瑞科技股份有限公司二零一零年五月调节器硬件系统以目前广泛采用的自并激励磁系统为例调节器硬件系统1.模拟输入信号机端电压：3相交流，线电压额定值100V系统电压：单相交流，线电压额定值100V同步电压：3相交流，线电压额定值100V定子电流：3相交流，输入范围：0∽5A（或1A）转子电流：3相方波，输入范围：0∽5A噪声电压：0∽5V2.输出信号模拟通道：4路12位D/A转换，可编程定义输出信号输出参数范围：0～5V信号，可外配变送器端子，转换为4～20mA信号输出输出脉冲：可供三相全控整流桥用的六相双脉冲调节器硬件系统开关量输入

2、输出容量最大40路开关量输入最大32路开关量输出，节点容量1A/220V调节器硬件系统调节器正面布置•四通道独立调节•通道切换可靠性高•防护等级IP54•电磁干扰严酷4级调节器硬件系统调节器插件配置全金属屏蔽机箱前插式板件结构EXEXEXEXEXEXEXEX板件外壳自散热0102030405060708脉系C模同开扩脉冲统P拟步关展冲电电U量电量开放源源板板压板关大板板板量板板调节器硬件系统采用标准19英寸6U全金属屏蔽机箱结构。前插式的功能板件经过了专门的工业设计和工艺改进，在外观、结构强度、工艺水平等方面都得到显著的提升。调节器硬件系统••俯俯全金属插件，防尘、

3、散热、抗干扰全金属插件，防尘、散热、抗干扰全金属插件，防尘、散热、抗干扰视视••前前视视••背背表面贴装铝合金压视视6层印制电路板铸模件调节器硬件系统采用先进的板件生产技术，表贴生产流水线批量生产，质量可靠。调节器硬件系统电磁兼容设计随着电气和电子设备数量及种类不断增加，使电磁环境日益复杂。在复杂的电磁环境中，必须提高设备的电磁兼容水平，减少相互间的电磁骚扰，使设备正常运转。电磁兼容研究在有限的空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下各种用电设备的稳定工作，由空间、时间、频谱三个要素组成，所有电磁兼容问题都通过这三种要素进行解决，特别针对励磁系统，只有作好电磁兼容设计，才能最终达到设

4、备的安全稳定运行。调节器硬件系统调节器电源系统调节器硬件系统I/O系统调节器硬件系统数据采样处理主要由EX03、数据采样处理系统EX04、EX05板件完成EX04模拟量板:将外部输入的电压、电流隔离变换，传输到主板。EX05同步板:将外部送来的高压（100V）左右的同步电压信号进行变换，后传输到主板。EX03CPU板:将EX04模拟量板、EX05同步电压板调理好的模拟信号转换为数字量，根据A/D采样的结果及开入信号逻辑判断进行控制计算，发出控制脉冲，并完成数字信号开出、测频及脉冲回读检测等功能。调节器硬件系统脉冲系统调节器硬件系统通讯系统配置RAMFLASH模拟量开入量A

5、/DRS232UARTDSP脉RS485冲脉通讯切冲CAN2ARM接换输口地址线逻出LAN数据线FPGA辑D/A同步电压模拟量输出开出量调节器硬件系统以高速CPU为核心嵌入式32位微处理器主频高达180MHz处理速度高达200MIPS通讯功能强大励磁程序控制周期3.3ms调节器硬件系统高精度多点交流采样低功耗高精度高分辨率六通道并行采样高转换速率采样精度<1/‰测量响应时间<3.3ms调节器软件系统软件概述励磁软件包括三个方面:嵌入式操作系统,人机交互程序以及励磁应用程序。嵌入式操作系统部分包括操作系统本体，还包括硬件底层驱动软件、系统任务配置、系统中断配置等。底层

6、驱动包括Flash驱动、以太网驱动等。人机交互的核心程序位于通信报文处理任务中。励磁应用程序包括两个部分：主流程和控制调节程序。调节器软件系统励磁系统模型图i调节器软件系统软件功能特点采用并联PID+PSS2A控制模型满足IEEE421.5及GB7409等相关标准符合电力系统安全稳定计算程序的模型设计调节器软件系统励磁应用软件构架调节器软件系统主流程完成机组状态的判断以及各状态下的初始化功能。程序中，机组状态分为：空闲、等待、开机、停机四种状态。程序根据上一次流程判断出机组的运行状态，对各状态进行相应的初始化，同时再次判断机组状态，以便下一次流程中使用。

7、状态检测模块完成了机组状态的判断以及状态之间的转换，总体来说状态的转换包括：空闲状态转换成等待状态；等待状态下判断开机条件，满足条件则转换成开机状态；开机状态下判断停机条件，满足则转换成停机状态；停机状态下延时回到空闲状态。调节器软件系统励磁应用软件功能UfIfILUfUfIfILUfIfILUIfffIf调节器软件系统励磁应用软件功能控制规律:并联PID控制方式:AVR,FCR,恒Q,恒cost,