发电机励磁装置说明书

第二章调节器组成及原理

§2—1 调节器的总体结构

DLT4000型励磁调节器由励磁调节板、测量用电压、电流互感器、操作继电器等硬件组成。测量用电压互感器及电流互感器通过适当变换输出的模拟量由外部总线连接到调节器板。操作继电器等开关量通过外部总线连接到调节器板。调节器组态为双通道, 双通道互为备用, 备用通道自动跟踪运行通道工况, 在检测到主通道故障时自行切换至备用通道运行并告警。

DLT4000型励磁调节器的总体结构示意图见图2一1所示。调节板主要硬件资源包括：

·二套以单片计算机为核心的调节器

·移相触发模块

·脉冲功放电路

调节板与外部的联系通过总线插座与外部总线挂接来实现，拆装方便。除调节板外，还有外部总线端子板及操作面板。总线端子板上安装测量变送元件及连接操作继电器。操作面板由薄膜开关、LED发光二极管等组成。

调节器面板是活动的，可以旋转90℃向下打开，便于调试维护。

图2－1 DLT4000型励磁调节器的总体结构示意图

§2—2 外部总线

外部总线是我所专门为双通道励磁调节器开发设计的一套总线结构。通过外部总线，采集外界开关量信号和模拟量信号，并输出相应的开关量信号和模拟量信号，通过扁平电缆与调节板连接。外部总线使励磁系统接线从复杂、无序变为简单、有序。

外部总线由50针插座和50线扁电缆组成，引脚定义见表2—1。

除模拟量信号外，其它开关量信号均为低电平有效。

表2—1 外部总线引脚定义

§2—3 单片计算机

单片微型计算机简称为单片机。它将一个计算机的各个组成部分（CPU、程序存储器、数据存储器、并行口、串行口、可编程定时/计数时钟）集成于一个芯片内，是大规模集成电路技术发展的产物。

单片机作为励磁调节器的核心器件，完成下列功能：

1、增减励磁控制；

利用I/O端口及内部寄存器，实现发电机电压给定数字化；增减励磁通过改变单片机内部数字量来实现。

2、起励控制；

开机前，单片机对给定值进行预置，并通过串行口输出端输出给12位D/A 转换器，与反馈量一起经过PID调节，输出控制信号给移相触发模块；机组下达开机令后，移相触发模块允许脉冲输出，即可实现发电机起励。

3、停机控制

接收到停机令后，逆变灭磁。逆变灭磁完成后重新初始化，并对给定值进行预置，等待下次开机。

4、强励控制

单片机检测到发电机电压突然下降，则通过输出端口控制调节器退出1.1倍电流限制，投入顶值电流控制，强励时限由单片机软件设定，并能自动复归。

5、故障检测

单片机能够检测以下故障：起励失败、脉冲丢失、调节器故障等，并综合其他故障向外发出切换和报警信号。

§2—4 调节板

一、工作原理

励磁调节功能由调节板完成。板内有按发电机电压偏差调节的调节器(AVR), 恒励磁电流调节的过励限制器, 欠励限制器。发电机电压、电流，励磁电流等模拟量信号从模拟量总线引入, 发电机电压给定由单片机提供。自动通道运行时AVR调节器输出控制信号至移相触发模块进行移相控制, 过励时由过励限制器输出控制信号限制转子电流最大值；欠励时由欠励限制器输出控制信号限制转子电流最小值。欠励限制仅在并网后才起作用。手动通道运行时，由恒励磁电流调节器输出控制信号进行移相控制。强励时限由单片机设定。

二、主要功能

调节板主要完成以下功能：

1、按发电机电压偏差调节的调节器

以发电机电压作为反馈量，以单片机输出转换后的直流信号作为发电机电压的给定值，用线性集成的PID调节电路进行调节，输出控制信号给触发模块进行移相触发。

2、过励限制器

常规限制为1.1倍额定励磁电流限制，强励时为1.8倍额定励磁电流限制。

3、欠励限制

常规限制为0.9倍空载励磁电流限制。

4、按励磁电流偏差调节的调节器

5、系统电压跟踪功能

6、通道控制信号跟踪功能

7、脉冲功率放大

8、脉冲产生和移相控制功能

9、故障检测和切换控制

10、过励保护功能

11、低频逆变控制

12、同步断相及逆相序检测

三、接口定义

1、J1连接器引脚定义

J1

表2—2 调节板J1连接器插脚定义

2、J2连接器引脚定义

J2连接器通过扁平电缆与外部总线端子板上的J1连接器对接，引脚定义见表2—1所示外部总线引脚定义。。

3、J3连接器引脚定义

J3连接器通过扁平电缆与操作面板相连。J3连接器引脚的定义参见表2—3。

表2—3 J3连接器引脚定义

§2—5 移相触发模块

移相触发模块是一个独立封装的集成单元，它安装在调节板上，通过引出的20脚插头与板连接。移相触发模块的尺寸为118mm×70mm×20mm。

移相触发模块型号为MU004，它是一种模拟量控制的六相触发器，适用于晶闸管三相全控桥（或半控桥）整流与逆变控制。与一般的触发器不同，它是IC 数字电路和IC模拟电路的结合体，充分发挥了二种电路各自的优越性。具有硬件简单，无需整定，功能多，可靠性高的优点。

一、主要特性

1、移相触发模块输出6相脉冲，每一相脉冲由相隔60度的双脉冲组成，单个脉冲宽度为5度。脉冲相位由控制信号调节，控制角与控制信号的关系见图2—2所示。

图2—2 移相触发模块控制角与控制信号的关系曲线

2、内部设有最小控制角限制和最大控制角限制。最小控制角设为22度，最大控制角设为152度。限制角也可进行调整。

3、在同步信号频率变化的情况下能正常工作。

4、具有断相检测功能和逆相序检测功能。

5、设置有逆变允许/禁止端。

6、设置有脉冲输出允许/禁止端

7、能对6相脉冲的相位对称性进行自动调整，在控制信号纹波较大的情况下，相位不平衡度不大于正负2度。

8、具有优良的抗干扰能力。

二、接口定义