勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置基本原理

勵(lì)磁調(diào)節(jié)器基本原理

第一頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式按擾動(dòng)量調(diào)節(jié)負(fù)載的擾動(dòng)引起機(jī)端電壓及功率的變化，根據(jù)擾動(dòng)量形成勵(lì)磁控制分量，以補(bǔ)償擾動(dòng)量而增加的勵(lì)磁電流；復(fù)式調(diào)節(jié)器、各種穩(wěn)定器和補(bǔ)償器第二頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式按偏差量調(diào)節(jié)：按照被調(diào)節(jié)量的目標(biāo)值和實(shí)際值之間的差值，控制調(diào)節(jié)器的勵(lì)磁輸出；實(shí)質(zhì)上是負(fù)反饋調(diào)節(jié)第三頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式單變量調(diào)節(jié)：比例式勵(lì)磁調(diào)節(jié)勵(lì)磁輸出與電壓偏差成比例關(guān)系；PID勵(lì)磁調(diào)節(jié)比例+積分+微分理想PID調(diào)節(jié)實(shí)際PID調(diào)節(jié)第四頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式多變量勵(lì)磁調(diào)節(jié)：

勵(lì)磁輸出取決于多個(gè)電氣量的變化，以使各個(gè)電氣特性均滿足運(yùn)行要求，理論上求得模型方程的最優(yōu)解或次優(yōu)解。附加控制式：PID+PSSPID+LEOCPID+NEOC第五頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成勵(lì)磁調(diào)節(jié)器從功能上可分為基本調(diào)節(jié)部分和輔助調(diào)節(jié)部分基本調(diào)節(jié)：測(cè)量比較+綜合放大+移相觸發(fā)；輔助調(diào)節(jié)：補(bǔ)償器+穩(wěn)定器+限制器第六頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成采樣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通道數(shù)量采樣保存環(huán)節(jié)數(shù)量A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)數(shù)量1、片外多路開關(guān)+AD轉(zhuǎn)換2、片內(nèi)多路開關(guān)+AD轉(zhuǎn)換3、獨(dú)立AD轉(zhuǎn)換第七頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成采樣精度：采樣系統(tǒng)中最要的參數(shù)：A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)采樣位數(shù)直接決定最小采樣精度：1、12位A/D采樣額定值碼值=4096/2*2.0=1024，精度=0.1%2、14位A/D采樣額定值碼值=16384/2*2.0=4096，精度=0.025%2、16位A/D采樣額定值碼值=65536/2*2.0=16384，精度=0.006%第八頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成直流采樣：各電氣量經(jīng)過變送器變換，輸出電氣量有效值，可以減小A/D采樣通道數(shù)，減小軟件計(jì)算量，但響應(yīng)速度慢，硬件多，故障率高第九頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成交流采樣：將交流信號(hào)經(jīng)過隔離后，直接進(jìn)入AD采樣系統(tǒng)，采樣值經(jīng)軟件計(jì)算，得到各電氣量測(cè)量值，交流采樣響應(yīng)速度快，要求AD采樣芯片速度高，性能優(yōu)，每周采樣要求30點(diǎn)以上，采用等角度采樣第十頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成交流采樣計(jì)算方法：1、三相對(duì)稱算法三相信號(hào)必須對(duì)稱，否則誤差較大第十一頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成2、傅氏算法采用離散FFT算法，計(jì)算各次諧波有效值及相位第十二頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成3、dq分解法第十三頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成能夠計(jì)算出基波幅值，負(fù)序分量幅值，零序分量，對(duì)于系統(tǒng)故障或TV斷線故障判別提供依據(jù)第十四頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成4、全波積分法對(duì)電氣量周期內(nèi)各瞬時(shí)值平方積分，求得有效值第十五頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成頻率測(cè)量：1、計(jì)數(shù)器測(cè)量將交流信號(hào)整形為方波信號(hào)，在方波信號(hào)內(nèi)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器值與信號(hào)周期成比例第十六頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成2、傅氏變換法利用傅氏法求得電壓相位，根據(jù)相位變化，得到頻率變化量，修正頻率值第十七頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成移相方式：1、線性移相觸發(fā)脈沖角度和調(diào)節(jié)器輸出成線性關(guān)系：由于勵(lì)磁電壓Ufd與發(fā)電機(jī)電壓差成余弦關(guān)系，事實(shí)上勵(lì)磁系統(tǒng)環(huán)節(jié)為非線性關(guān)系，勵(lì)磁系統(tǒng)增益系數(shù)與發(fā)電機(jī)工作點(diǎn)相關(guān)，給數(shù)學(xué)模型造成困難第十八頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成2、余弦移相實(shí)際應(yīng)用中，分為近似余弦移相和精確余弦移相：精確余弦移相的勵(lì)磁電壓僅于勵(lì)磁計(jì)算結(jié)果相關(guān)，使用精確余弦移相的勵(lì)磁系統(tǒng)，可以對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行開環(huán)控制，便于發(fā)電機(jī)零起試驗(yàn)第十九頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成脈沖產(chǎn)生方法：1、增計(jì)數(shù)器方法將移相值鎖存，同步過零時(shí)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)大于鎖存的移相值時(shí)，發(fā)出觸發(fā)脈沖采用軟件模塊和中斷，占用CPU資源第二十頁(yè)，共二十七頁(yè)。2、減計(jì)數(shù)器方法將移相值鎖存進(jìn)計(jì)數(shù)器，當(dāng)同步過零時(shí)，啟動(dòng)減計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)器值為零時(shí)，發(fā)出脈沖。使用硬件（可編程器件）完成，不占用CPU資源第二十一頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成觸發(fā)角分辨率：觸發(fā)角分辨率直接影響發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)精度：第二十二頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成

上式中A即為觸發(fā)角分辨率，觸發(fā)角分辨率直接由移相觸發(fā)環(huán)節(jié)中計(jì)數(shù)器主頻和同步頻率決定，即計(jì)數(shù)器中一個(gè)碼表示同步信號(hào)中的角度，

例如：對(duì)于中頻400HZ勵(lì)磁三機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，fc采用40M，則A=0.0036，而對(duì)于自并勵(lì)系統(tǒng)，得到相同的分辨率，計(jì)數(shù)頻率只需5M第二十三頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成對(duì)于自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)：空載運(yùn)行角在80度左右，如：A=0.0036度/碼，則有：空載額定工況下，輸出變化的最小百分?jǐn)?shù)是：如：A=0.0144度/碼（1.25M），則有：空載額定工況下，輸出變化的最小百分?jǐn)?shù)是：第二十四頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成對(duì)于高起始的三機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)：空載運(yùn)行角在88度左右，如：A=0.0036度/碼，則有：空載額定工況下，輸出變化的最小百分?jǐn)?shù)是：如：A=0.0144度/碼（10M），則有：空載額定工況下，輸出變化的最小百分?jǐn)?shù)是：第二十五頁(yè)，共二十七頁(yè)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成脈沖放大及隔離：1、脈沖放大采用MOSFET放大，損耗小，集成度高，滿足強(qiáng)觸發(fā)要求。2、脈沖隔離采用專用脈沖變壓器，隔離電壓最高為15KV。第二十六頁(yè)，共二十七頁(yè)。內(nèi)容梗概勵(lì)磁調(diào)節(jié)器基本原理。比例+積分+微分。勵(lì)磁輸出取決于多個(gè)電氣量的變化，以使各個(gè)電氣特性均滿足運(yùn)行要求，理論上求得模型方程的最優(yōu)解或次優(yōu)解。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器從功能上可分為基本調(diào)節(jié)部分和輔助調(diào)節(jié)部分?；菊{(diào)節(jié)：測(cè)量比較+綜合放大+移相觸發(fā)。輔助調(diào)節(jié)：補(bǔ)償器+穩(wěn)定器+限制器。采樣位數(shù)直接決定最小采樣精度：。額定值碼值=65536/2*2.0=16384，精度=0.006%。各電氣量經(jīng)過變送器變換，輸出電氣量有效值，可以減小A/D采樣通道數(shù)，減小軟件計(jì)算量，但響應(yīng)速度慢，硬件多，故障率高。將交流信號(hào)經(jīng)過隔離后，直接進(jìn)入AD采樣系統(tǒng)，采樣值經(jīng)軟件計(jì)算，得到各電氣量測(cè)量值，交流采樣響應(yīng)速度快，要求AD采樣芯片速度高，性能優(yōu)，每周采樣要求30點(diǎn)以上，采用等角度采樣。能夠計(jì)算出基波幅值，負(fù)序分量幅值，零序分量，對(duì)于系統(tǒng)故障或TV斷線故障判別提供依據(jù)。將交流信號(hào)整形為方波信號(hào)，在方波信號(hào)內(nèi)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器值與信號(hào)周期成比例。利用傅氏法求得電壓相位，根據(jù)相位變