第7講 微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器硬件原理

1、 微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器硬件原理微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器硬件原理 1 1、模擬量采集、模擬量采集2 2、閉環(huán)調(diào)節(jié)、閉環(huán)調(diào)節(jié)3 3、脈沖輸出、脈沖輸出4 4、限制和保護(hù)、限制和保護(hù)5 5、邏輯判斷、邏輯判斷6 6、給定值設(shè)定、給定值設(shè)定7 7、雙機(jī)通訊、雙機(jī)通訊8 8、自檢和自診斷、自檢和自診斷9 9、人機(jī)界面、人機(jī)界面LB繼電器邏輯控制信號輸入Modbus ProfibusCanbus 以太網(wǎng)邏輯控制信號輸出MBD207雙路供電板MBD206脈沖電源板AVR+FCR限制及保護(hù)自診斷容錯控制邏輯控制MBD203 開關(guān)量輸入輸出板與工控機(jī)通訊 與上位機(jī)通訊 邏輯信號處理MBD204脈沖放大板脈 脈沖 沖放 回大 讀

2、輸 檢出 測AVR1MBD202CPU板MBD201模擬信號板 多 快 點(diǎn) 速 交 FFT 流 變 采 換 樣MBD205系統(tǒng)電源板AVR2FCR(手動)AC220V DC220V1 1、硬件資源及其特點(diǎn)、硬件資源及其特點(diǎn) (1) (1) 通道配置：通道配置：雙雙微機(jī)雙自動通道配置；微機(jī)雙自動通道配置；從從電源、輸入到脈沖輸出各環(huán)節(jié)均完全獨(dú)立；電源、輸入到脈沖輸出各環(huán)節(jié)均完全獨(dú)立；每每一自動通道中設(shè)有手動控制環(huán)節(jié)；一自動通道中設(shè)有手動控制環(huán)節(jié)；通道通道間相互備用，相互跟蹤，主套故障時間相互備用，相互跟蹤，主套故障時 無擾切換至從通道。無擾切換至從通道。每個每個通道通道硬件包括：硬件包括：雙重雙

3、重供電插件供電插件MBD207 MBD207 24V24V脈沖及操作電源脈沖及操作電源插件插件MBD206MBD206+5V+5V，+12V+12V，-12V-12V電源插件電源插件MBD205 MBD205 模擬信號模擬信號隔離輸入隔離輸入(100V,5A(100V,5A輸入輸入)MBD201)MBD201CPUCPU插件（插件（DSPDSP和和FPGAFPGA）MBD202 MBD202 I/OI/O輸入輸出輸入輸出插件插件MBD203MBD203脈沖功率脈沖功率放大插件放大插件MBD204MBD204模擬量MBD201主機(jī)板MBD202脈沖放大板MBD204脈沖輸出脈沖回讀模擬量輸入定子

4、電壓：Ua,Ub,Uc同步電壓TBa,TBb,TBc內(nèi)部變量+5V,+12V,-12V轉(zhuǎn)子IL(由變送器來)轉(zhuǎn)子電流：ILa,ILb,ILc定子電流：Ia,Ib,Ic同步輸入開關(guān)量MBD203串口1（與上位機(jī)通訊）串口2（與工控機(jī)通訊）16路開出16路開入核心控制產(chǎn)生脈沖電源板MBD207MBD206MBD205提供調(diào)節(jié)器電源雙雙通道相互備用、相互跟蹤：通道相互備用、相互跟蹤：跟蹤跟蹤給定值；給定值； 跟蹤控制角度；跟蹤控制角度；通過通過高速串口實現(xiàn)信息交互；高速串口實現(xiàn)信息交互； 通過通過開關(guān)量實現(xiàn)狀態(tài)開關(guān)量實現(xiàn)狀態(tài)交互；交互；完成完成雙通道無擾動切換。雙通道無擾動切換。MBD206MBD2

5、01MBD202MBD203MBD204MBD207MBD205MBD206MBD201MBD202MBD203MBD204MBD207MBD205AC220V1AC220V2DC220VDC24V5路CTUFUF給定值角度狀態(tài)主從脈沖脈沖開關(guān)量開關(guān)量A套A套B套B套(2)(2)電源電源系統(tǒng)系統(tǒng)：雙路供電和分布式雙路供電和分布式隔離電源隔離電源兩兩套調(diào)節(jié)器有各自完全獨(dú)立的電源系統(tǒng)，每套套調(diào)節(jié)器有各自完全獨(dú)立的電源系統(tǒng)，每套調(diào)節(jié)器的電源系統(tǒng)均由廠用交流或自用交流電調(diào)節(jié)器的電源系統(tǒng)均由廠用交流或自用交流電與直流與直流220V220V（110V110V）雙路供電，兩路供電電源）雙路供電，兩路供電電源

6、之間無觸點(diǎn)之間無觸點(diǎn)切換。切換。整個整個裝置電源分為主機(jī)電源（裝置電源分為主機(jī)電源（+5V+5V）、模擬量）、模擬量電源（電源（+12V+12V與與-12V-12V）；脈沖電源，脈沖檢測電）；脈沖電源，脈沖檢測電源，開出量電源（源，開出量電源（2 2路）路） ，開入量電源（，開入量電源（2 2路）。各部分相互隔離，增強(qiáng)了電磁兼容能力，路）。各部分相互隔離，增強(qiáng)了電磁兼容能力，提高了裝置整體的可靠性。提高了裝置整體的可靠性。 (3) 核心芯片核心芯片 CPUCPU： 3232位位DSP,DSP,主頻主頻40MHz40MHz，低，低功耗功耗, ,高抗干擾能力高抗干擾能力 , ,支持浮點(diǎn)運(yùn)算。支持浮

7、點(diǎn)運(yùn)算。 FPGAFPGA： 可編程可編程I/OI/O接口電路，以接口電路，以FPGAFPGA大規(guī)模可編程器件為控大規(guī)?？删幊唐骷榭刂七壿嫿涌冢谥七壿嫿涌?，基于FPGAFPGA的可的可控硅同步移相觸發(fā)技術(shù)基于控硅同步移相觸發(fā)技術(shù)基于FPGAFPGA的測頻技術(shù)。的測頻技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1.1.計算速度快計算速度快; ;2.2.接口電路簡單接口電路簡單, ,可編程可編程; ;3.3.功耗低功耗低, ,無需另加散熱風(fēng)無需另加散熱風(fēng)機(jī)機(jī); ;A/DA/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換: : 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1.1.無無可可調(diào)電位器調(diào)電位器; ;2.2.響應(yīng)速度快響應(yīng)速度快; ;3.3.測量精度測量精度不受波不受波 形形畸

8、變畸變的影響。的影響。指標(biāo)：指標(biāo)：1414位位8 8路并行路并行ADAD轉(zhuǎn)換器，每周期采樣轉(zhuǎn)換器，每周期采樣3636點(diǎn)點(diǎn)2 2、數(shù)據(jù)及地址總線不出板技術(shù)、數(shù)據(jù)及地址總線不出板技術(shù)（4 4）人機(jī)界面：）人機(jī)界面：人機(jī)界面工控機(jī)與調(diào)節(jié)器的控制通道完全獨(dú)立，人機(jī)界面工控機(jī)與調(diào)節(jié)器的控制通道完全獨(dú)立，勵磁勵磁運(yùn)行時運(yùn)行時, ,調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器的運(yùn)行狀態(tài)與工控機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)無關(guān)。的運(yùn)行狀態(tài)與工控機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)無關(guān)。2 2、硬件、硬件功能功能MBD207MBD207：對交直流輸入：對交直流輸入220V220V實現(xiàn)整流濾波功能，實現(xiàn)整流濾波功能，形成直流形成直流電源。電源。MBD206MBD206：產(chǎn)生五路：產(chǎn)生五

9、路24V24V電源，分別用于：電源，分別用于：a a、脈沖電源；脈沖電源； b b、脈沖、脈沖檢測電源；檢測電源；c c、開入（、開入（1 1）；）； d d、開入、開入（2 2）；）； e e、輸出繼電器電源。、輸出繼電器電源。MBD205MBD205：產(chǎn)生：產(chǎn)生+5V+5V，12V12V電源，提供主機(jī)工作系電源，提供主機(jī)工作系統(tǒng)電源。統(tǒng)電源。 MBD201MBD201：、將將IF,ILIF,IL通過星格通過星格CT(5A/2mA)CT(5A/2mA)轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成2mA2mA信號；信號；、將、將UF1UF1、UF2UF2、USUS、UTUT、IFIF、ILIL轉(zhuǎn)為低電壓信號；轉(zhuǎn)為低電壓信號；

10、、產(chǎn)生、產(chǎn)生UFUF、UTUT三相過零方波。三相過零方波。圖4-5 交流電壓采樣接口電路UF1A-INSPT10F1R149.9K1234SPT1Uf1aUf1a0圖4-6 交流電流采樣接口電路IFA-IN1,32,4SCT1If1aIf0IFA0-IN-R1510K+12-122348R1410KR16 1KC10 10nFU5AOP2971IFAMBD202MBD202：.核心核心控制作用（控制作用（DSPDSP）；）；.實現(xiàn)實現(xiàn)A/DA/D采樣（采樣（MAX125MAX125）；）；.實現(xiàn)實現(xiàn)A A、B B套雙機(jī)通訊；套雙機(jī)通訊；.watchdog.watchdog看門狗監(jiān)視；看門狗監(jiān)視

11、；.由由FPGAFPGA實現(xiàn)以下實現(xiàn)以下功能：功能：產(chǎn)生脈沖產(chǎn)生脈沖; ;實現(xiàn)實現(xiàn)A/BA/B切換邏輯切換邏輯; ;測頻測頻（UFUF、UTUT），），脈沖脈沖回回讀檢測讀檢測; ;軟件軟件故障及故障及watchdogwatchdog動作輸出。動作輸出。MBD203MBD203：.開關(guān)開關(guān)量輸入；量輸入； .開關(guān)開關(guān)量輸出；量輸出；.與與工控機(jī)工控機(jī)通訊；通訊；.+5V.+5V、12V12V電源檢測。電源檢測。MBD204MBD204：.脈沖脈沖放大放大輸出；輸出；.脈沖脈沖切換；切換； .開開入（狀態(tài)入（狀態(tài)/ /主從）、開出（主從信號）；主從）、開出（主從信號）；.脈沖脈沖回讀回讀；.硬件硬件強(qiáng)行置主輸出脈沖功能。強(qiáng)行置主輸出脈沖功能。 3 3、 硬件原理圖（硬件原理圖（MBD207MBD207）SAVR2000SAVR2000的電源的電源硬件硬件原理圖（原理圖（MBD205MBD205）硬件硬件原理圖（原理圖（MBD201-1MBD201-1）硬件硬件原理圖（原理圖（MBD201-2MBD201-2）硬件硬件原理圖（原理圖（MBD201-3MBD201-3）硬件硬件原理圖（原理圖（MBD202-1MBD202-1）硬件硬件原理圖（原理圖（MBD202-2MBD202-2）硬件硬件原理圖（原理圖（MBD202-