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　　種同步發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁裝置的研制王心遠(yuǎn)，崔玉龍，孫建廣數(shù)字觸發(fā)等電路本裝置實(shí)際運(yùn)疔穩(wěn)定，證明設(shè)計(jì)合理可靠性高在當(dāng)前我國(guó)的電力系統(tǒng)中運(yùn)行著大量的同步發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)于維護(hù)機(jī)組的安全運(yùn)行和電網(wǎng)穩(wěn)定所起的作用越來越受到人們的重枧而現(xiàn)在運(yùn)行的勵(lì)磁裝置，有著不同的優(yōu)缺點(diǎn)總體上，微機(jī)勵(lì)磁裝置在電力系統(tǒng)中所的比例在逐年上升為滿足大呈中小咐同步發(fā)電機(jī)機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)改造的需求，設(shè)計(jì)了種采用，片機(jī)和，擬激字電路相結(jié)合的勵(lì)磁裝置，己經(jīng)成功應(yīng)閩某廠5 000步發(fā)電機(jī)上，經(jīng)過多次，停機(jī)考驗(yàn)，運(yùn)行安全可沿，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，1基本組成在勵(lì)磁裝置的發(fā)，過程中，過了山最初的磁性元卞調(diào)節(jié)肩分立元件或大規(guī)模集成電路，最終是現(xiàn)在普遍應(yīng)的微機(jī)勵(lì)磁裝覽但人體上采叫從測(cè)量給企調(diào)節(jié)到觸發(fā)級(jí)的雙通道硬件基本上完全相同的冗余結(jié)構(gòu)。這樣單通道結(jié)構(gòu)的性能和可靠性定程度上代了整體勵(lì)磁裝置微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器具有系統(tǒng)功能強(qiáng)大軟件編程靈活配置多樣等優(yōu)點(diǎn)。但是在某些中小型機(jī)組的應(yīng)也存在些不盡人5之處。如硬件電路復(fù)雜抗干擾能力較低，這固然叮以靠提高硬件電路設(shè)計(jì)的集成度來解決，卻會(huì)增加系統(tǒng)的成本用微機(jī)來究成控制規(guī)律的數(shù)字算法和大景的數(shù)據(jù)采集運(yùn)算，也會(huì)降低系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度和，能，大成本考慮到用戶的從掌掘和維護(hù)，以及裝置整體的完善和適用，研制了這種適用于中小型機(jī)組的靜止勵(lì)磁裝置。它的單通道結(jié)構(gòu)僅僅由開關(guān)量接口單元，送小元柬空制單元計(jì)線路板組成其中測(cè)試變送中兒和拽制電元各由個(gè)8位單幾機(jī)為核心，可以編程設(shè)定為壚發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)方式，即，或扮勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)方式，即只閣1為述單訕逍結(jié)構(gòu)的祜止勵(lì)磁裝置原理框，收稿日期200心09之責(zé)任編輯陳書欣量及變比由機(jī)組參數(shù)決定。1為接于發(fā)電機(jī)出口的相電壓互感器，了人為接于發(fā)電機(jī)人相的電流互感器功率回路采用相全控晶閘管整流方式同步信號(hào)取自勵(lì)磁變壓器次側(cè)采用肘電流傳感器測(cè)量發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。肘尺為發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)滅磁方式為在正常停機(jī)時(shí)采用相全控橋逆變，在事故狀態(tài)下為跳滅磁開關(guān)滅磁，為線性滅磁電阻。起勵(lì)回路取自廠用交流或直流電源。

　　與遠(yuǎn)方控制設(shè)備之間的多路控制指令與輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)換與隔離每路均由光耦和工作于開關(guān)方式的功率肘031組成這與常規(guī)應(yīng)用的繼電器比較，具有體積小電壽命長(zhǎng)及可靠性高的優(yōu)點(diǎn)尤其是MOSFET的功耗極低，使得整個(gè)單元不存在發(fā)熱問。

　　測(cè)量變送單元的核心為片，冗16074單片機(jī)它內(nèi)部為哈佛作沿結(jié)構(gòu)，具有分離的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，采用兩級(jí)流水線指令取數(shù)據(jù)和執(zhí)行，運(yùn)行速度怏在硬件上有8路8位，轉(zhuǎn)換引腳和兩路位，肘輸出，適合作為數(shù)據(jù)的測(cè)量與轉(zhuǎn)換該單元的模擬電路部分實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)定子電壓，頻率，勵(lì)磁電流有功功率戶，無功功率2的測(cè)量，轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)的標(biāo)幺值，同時(shí)勵(lì)磁電流，有功功率，無功功率被單片機(jī)采集，經(jīng)過內(nèi)部的軟件運(yùn)算實(shí)現(xiàn)過勵(lì)和欠勵(lì)限制，通過哪肘引腳分別輸出，經(jīng)過濾波電路變換為相應(yīng)的限制信號(hào)電壓，疊加到，調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)同時(shí)單片機(jī)還按照開關(guān)量10接口單元傳遞的控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)高精度的給定值發(fā)生器。

　　控制單元的主要功能包括實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)定子電壓和勵(lì)磁電流的，閉環(huán)調(diào)節(jié)，同步信號(hào)的濾波和鎖相變換，以及由MCS8031單片機(jī)與外接器件2764ADC0804等實(shí)現(xiàn)的數(shù)字觸發(fā)器和脈沖形成及放大電路。該單元還完成數(shù)碼顯的接口控制。

　　控制邏輯就可以實(shí)現(xiàn)通常所講的雙通道結(jié)構(gòu)，而且每通道都可以單獨(dú)配置為人只或人尺工作方式。

　　2主要功能的實(shí)現(xiàn)原理2.1發(fā)電機(jī)有功功率只無功功率0的測(cè)量在微機(jī)勵(lì)磁裝置中，有功功率戶與無功功率2的測(cè)量有直流采樣與交流采樣兩種方法。交流采樣般是在每周期內(nèi)對(duì)同相的發(fā)電機(jī)定子電壓和定子電流進(jìn)行多點(diǎn)采樣，然后按照定間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。采用直流采樣基本上不占用單片機(jī)的時(shí)間，能夠滿足勵(lì)磁裝置的需要。

　　2為測(cè)量發(fā)電機(jī)戶與0的電路原理框和相應(yīng)波形。

　　在2中，左面為各點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系波形右面為電路原理框，為發(fā)電機(jī)人相電壓，人為發(fā)電機(jī)人相電流，認(rèn)為發(fā)電機(jī)隊(duì)線電壓，為功率因數(shù)角。為測(cè)量有功功率戶時(shí)調(diào)制后的波王心遠(yuǎn)等種同步發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁裝置的研制經(jīng)過放大變換再送到隨后電子開關(guān)的輸入，認(rèn)。

　　先經(jīng)過過岑比較器得到兩個(gè)互相反相的信號(hào)，控制電子，關(guān)從而使人相電流在坷個(gè)線電壓的周期內(nèi)按照定角度以同相和反相兩種工作式，與后級(jí)的運(yùn)算放大器協(xié)調(diào)工作。最后得到，點(diǎn)的經(jīng)過調(diào)制的波形潘經(jīng)過低通濾波器變換為反映波形平均值的平泔直流電壓，它與發(fā)電機(jī)無功功率2符合定的比例關(guān)系。下1飛2測(cè)量發(fā)電機(jī)尸2的電路原理框ThetestingcircuitfoiPandQ，f同理，在發(fā)電機(jī)有功功率尸的測(cè)量中，區(qū)別僅在于屯了開關(guān)的，制信號(hào)由線電壓先經(jīng)過滯后90的移相環(huán)1再去由過零比較器產(chǎn)生為保證在發(fā)電機(jī)頻率變化時(shí)的準(zhǔn)確相移角度移相環(huán)節(jié)由0觸03器件4046鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)此時(shí)經(jīng)過調(diào)制后的波形2的認(rèn)下式為計(jì)算波形平均位的公式。

　　2.2模擬pm調(diào)節(jié)器采1模擬電路實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)1有技術(shù)成熟調(diào)試簡(jiǎn)單直觀容易掌握等優(yōu)點(diǎn)。尤其是在中小型發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用。不像數(shù)字，那樣要求較高的理論水平。3為在本裝置上使用的，0電路原理框，反饋值，6+為由給定值發(fā)生器來的與6反極性過勵(lì)輸入irj，工作時(shí)模擬，的輸出電壓認(rèn)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路人000804后，變?yōu)榕c隊(duì)的電壓范圍相對(duì)應(yīng)電路中，決定發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)精度的靜態(tài)放大倍數(shù)通過改變電阻1現(xiàn)電位器決定積分時(shí)間常數(shù)，心電位器決記積分增益，電覲瓜電容，1決定微分，間常數(shù)與增，這些參數(shù)均町羊。獨(dú)整定，七個(gè)影響，既以捉高凋節(jié)精度，義可以獲以滿。的動(dòng)態(tài)響應(yīng)再與給定電壓枳分環(huán)節(jié)配合能實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的平穩(wěn)零起升，2.3數(shù)字給定電路給定值發(fā)卞器對(duì)尸個(gè)勵(lì)磁裝置來講滑動(dòng)觸點(diǎn)容易接觸以及不，合頻繁調(diào)節(jié)的場(chǎng)合而采用大規(guī)模數(shù)字電路又存在線路復(fù)雜及計(jì)靈活仲較羌問為此設(shè)計(jì)了山關(guān)國(guó)胃公司推出的數(shù)控電位器芯片，9241與觸，出1公司的單片機(jī)，6，4依靠?jī)删�制120串行總線通訊，同時(shí)輔助以模擬電路組合實(shí)現(xiàn)的給定值發(fā)生器。借助單片機(jī)的軟件能夠?qū)崿F(xiàn)可編程功能，采用片9241來滿足對(duì)給定值發(fā)生器的高精度步長(zhǎng)要求，模擬電路的姐合使這種設(shè)訃方案具有辱搜，2撒輸益膃謝灣通私，6伽坦。，此趾，哪。4碑8微661.邱01芯片的引腳連線，其他與此相似，9241為非易失性數(shù)控電位器芯片。每片內(nèi)包括個(gè)可單獨(dú)尋址與訪問的電位器。每個(gè)芯片以化總線與單片機(jī)通訊，接受控制。其中3線控制數(shù)據(jù)傳送的進(jìn)秤，1線傳送具體的數(shù)據(jù)和狀態(tài)碼。另外每片內(nèi)標(biāo)號(hào)為人0，地址，4址，采純軟件的方法，可以4數(shù)字給定電路原理框硬件大大簡(jiǎn)化。同1芯片內(nèi)的個(gè)屯位器以串聯(lián)方式工作，全部叫個(gè)芯片以并聯(lián)方式工作，所，芯片的滑動(dòng)端均連接到同相加法器的輸入，得到給定值電壓輸出，再經(jīng)過級(jí)反相后得到反極性輸出電壓給定值發(fā)生器的精度達(dá)到總步長(zhǎng)不小于1000單片機(jī)接受開關(guān)量接口單元來的控制信號(hào)，通過總線控制輸出直流電壓的變化。另外0口外接8位撥碼開關(guān)，可設(shè)定給定值發(fā)生器的復(fù)位伉與變化速度。常規(guī)設(shè)訃中廣泛采精密多圈屯位器或由數(shù)字集成電路組合實(shí)現(xiàn)。

　　機(jī)械電位器的工作不穩(wěn)定可靠性低，2.4數(shù)字觸發(fā)器在晶閘管整流電路中，觸發(fā)脈沖是保證裝畀正常穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，采用相令控橋作為勵(lì)磁裝置中的主回路方式時(shí)，要求雙窄脈沖或?qū)捗}沖�？紤]到脈沖變壓器的體積，般采用雙窄脈沖。

　　它由積分電容的充放電得出定電角度的脈沖，經(jīng)過放大后觸發(fā)晶閘管。般還要附加脈沖監(jiān)測(cè)電路這些均導(dǎo)致電路復(fù)雜，降低可兌忡。為此，設(shè)計(jì)了由厘，犯031爭(zhēng)片機(jī)為核心的數(shù)字觸發(fā)器。5為電路原理框到的同步電佧信號(hào)。1先經(jīng)過帶通濾波屯路，消除了晶閘管整流電路工作時(shí)，對(duì)步電吒波形影響形成的畸變，保證廣，兜淖既啡舷唷8沒方諫瓚ǖ鬧行鈉德視，勵(lì)磁電源致，對(duì)丁靜止勵(lì)磁為50出然后山后級(jí)的鎖相環(huán)屯路4046和分頻電路4040以到鎖定于電源頻率的中斷邏輯控制信號(hào)和倍頻信號(hào)。中斷邏輯控制信號(hào)為與電源頻率致的方波，引入單片機(jī)8031的外部中斷輸入端取作為同步認(rèn)相信號(hào)。2倍頻信號(hào)為脈沖形成，人數(shù)字觸發(fā)器原理框芯片的輸出引入廠機(jī)的計(jì)數(shù)器輸入端義在軟件中通過對(duì)該信號(hào)訃數(shù)的乃式來控制觸發(fā)脈沖移相角，在設(shè)計(jì)取= 768，觸發(fā)精度以控制在5之內(nèi)，調(diào)節(jié)產(chǎn)生的控制電壓認(rèn)經(jīng)人0，804轉(zhuǎn)換后，被單片機(jī)讀入作為每次計(jì)數(shù)的根據(jù)晶閘管所需的六路相控觸發(fā)脈沖由單片機(jī)的只口輸出為90的寬脈沖信號(hào)，在脈沖形成與放大環(huán)節(jié)中與倍頻信號(hào)疊加，經(jīng)過級(jí)MOSFET放大后直接觸發(fā)晶閘管。由于采用了高頻觸發(fā)脈沖調(diào)制，頻率大約為3.8kHz，脈沖變壓器的體積和電感量很小，就減少了它的漏抗，提高了脈沖的陡度和幅值，且電路很簡(jiǎn)單，可以不考慮附加脈沖監(jiān)測(cè)環(huán)3結(jié)論采用成熟的模擬與數(shù)卞電路，結(jié)介單片機(jī)的高度集成化與軟件的靈活性研制的這種微機(jī)勵(lì)磁裝置，具有功能完善，控制精度高，硬件電路可靠及調(diào)試維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，并且該裝置己經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要農(nóng)1樊俊。同步發(fā)電機(jī)半導(dǎo)體勵(lì)磁原理北京水利電力出版社，1991上接第39頁采陽形燃汕預(yù)熱器，由于異形凹槽旋流管其換熱能力是相同光滑管的2 03.5倍，可以大幅度地減少換熱設(shè)谷的傳熱面積和縮小體枳膺低金屬材料尤其是銅管材的消耗洇此采用旋流符適提傳熱效中。的效技術(shù)途徑。

　　旋流管及其旋流管式換熱器，是高效換熱和節(jié)能的新技術(shù)產(chǎn)品，可廣泛用于石油化工動(dòng)兒個(gè)尤船舶等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域比較廣闊的應(yīng)用前，1I華南工學(xué)院化工熱過程研宄室。軋槽管傳熱與流體阻力的研宄。化學(xué)工程，1980，5214.2崔海亭。高效異型強(qiáng)化管的研宄現(xiàn)狀及發(fā)展方向。石油機(jī)械，1999，277450.3姚仲鵬，王瑞君，張習(xí)軍。傳熱學(xué)刖。北京北京理工大學(xué)出版社，1995713.