本实用新型专利技术公开一种免并网信号的发电机励磁控制器，包括：发电机数据综合采集和变换电路、综合运算单片机模块、显示和操作电路、整流主电路和发电机剩磁起励电路；所述的数据综合采集和变换电路、显示和操作电路、可控硅同步触发电路均与综合运算单片机连接，上述的模块或电路与一开关电源连接。本创新技术，可大大减少励磁控制系统的故障率，简化励磁系统的连接线路；对于高压励磁控制系统，取消高压断路器柜与励磁控制屏之间遥远的穿插连线，可减少干扰，减少安装工作量；对于水电站因设备使用环境潮湿，经常因断路器辅助接点故障影响正常发电的难题得到妥善解决；对于其他类型的发电厂直接解决因粉尘问题影响辅助接点造成的各类故障。
【技术实现步骤摘要】
：本技术涉及电力控制及其自动化
，是一种免并网识别信号实现发电机励磁全自动控制技术，特指一种用本技术设计的“免并网信号励磁全自动控制器”，用于高、低压发电机励磁控制系统，励磁控制取消“并网识别信号”后也能实现发电机单机恒定电压运行、并孤立小电网(并机)运行、并大电网恒功率因数运行等功能。
技术介绍
：励磁系统就是向发电机或者同步电动机转子或无刷励磁机定子提供直流电源的装置。几乎所有的数控励磁控制系统都需要依靠发电机出口断路器辅助接点(或间接的接点)的“通”或“断”信号来识别发电机并网状态，从而实现励磁全自动控制。这个接点很容易出现接触不良或机械故障，如果出现问题会造成励磁系统失控，发电机跳闸。这种类型的故障率很高，特别是中小型水电站因环境潮湿更容易出现。现时发电机励磁控制系统的整流技术机乎都采用“可控硅元件”作为励磁整流的主要部件，其基本原理是通过对可控硅元件的控制，将交流电流整流变换成直流电流。控制可控硅元件的电路有很多类型种类，但都离不开可控硅管的“同步控制技术”。要实现同步控制，要求对输入电压的波形进行不间断取样并同步输出“脉冲”控制电压，对“可控硅元件”进行移相触发控制。“同步控制技术”容易受到谐波干扰、电子干扰、外电网电源冲击干扰等，造成同步不稳定甚至失 控。本励磁控制器除了可控制常规的可控硅元件外，兼容控制较先进的IGBT模块。低压“无刷发电机”励磁系统的输入电压一般为发电机机端电压(400V/230V)，如果被控对象的额定励磁电压要求很低(个别发电机励磁电压15V以下)，就需要增加励磁变压器将整流输入电压降低，没有励磁变压器，可控硅元件的开放角度将较难做到精准控制，会因“过调”引起发电机输出电压摆动。要解决这个问题，必须加入励磁变压器将整流输入电压降低，否则很难做到平稳控制，增加励磁变压器同时也增加了成本，而且个别配电屏的安装位置不允许，特别是对于旧式励磁配电系统现场改造，经常被这样的问题困绕，本新型技术可避免上述问题。本技术的研发，解决了以下问题：1、要实现发电机励磁控制系统无“免识别信号”也能够识别到发电机“并网状态”，可以通过设计一个数据综合控制电路，并设定与“并网运行”时相关联的参数条件实现自动识别。没有“接点信号”的指示也被认为是“并网状态”。在设计励磁控制器“综合数据采集和转换电路”和“单片机”时，电路做到兼容控制：既可以控制现时通用的可控硅整流电路。也可以控制IGBT(Insul ated Gate Bipolar Transistor)绝缘栅双极型晶体管。2、用“IGBT”控制技术可解决“可控硅”励磁稳定性差、易受干扰等难题。“IGBT”有其独特的先进性能，可能会成为以后励磁整流技术的方向，所以本新型技术专门设计一个可独立控制IGBT的“IGBT驱动电路”。
技术实现思路
：本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种免接点可控硅或IGBT励磁控制器，实现励磁全自动控制的最佳方案。为了解决上述技术问题，本技术采用了下述技术方案：免并网信号的发电机励磁控制器，包括：发电机数据综合采集和变换电路、综合运算单片机模块、显示和操作电路、整流主电路和发电机剩磁起励电路；所述的数据综合采集和变换电路、显示和操作电路、可控硅同步触发电路均与综合运算单片机连接，上述的模块或电路与一开关电源连接；所述的整流主电路为可控硅同步触发电路或IGBT驱动电路；可控硅同步出发电路连接可控硅管，该可控硅管数量为一个或两个或三个。进一步而言，上述技术方案中，所述的数据综合采集和变换电路包括有：用于测量发电机电压数据的第一接入点，第一接入点通过电压互感器、第一运算放大器U3和第四运算放大器U8与综合运算单片机模块的第2脚和第17脚连接；用于测量发电机电流数据的第二接入点，第二接入点通过电流互感器、第二运算放大器U4与综合运算单片机模块的第10脚和第16脚连接，第二运算放大器U4部分电路穿插于第一接入点之间；用于测量电网电压数据的第三接入点，第三接入点通过电压互感器、第三运算放大器U5与综合运算单片机模块的第4脚连接。进一步而言，上述技术方案中，所述的综合运算单片机模块具有一芯片，该芯片的第15脚、第25、第26脚为RS485通讯的输出；综合运算单片机模块还与一外部通讯模块连接，外部通讯模块的通信芯片MAX1487的第1引脚与综合运算单片机模块的第26引脚连接，通信芯片的第2、第3引脚并联后与综合运算单片机模块的第15引脚连接，通信芯片的第4引脚与综合运算单片机模块的第25引脚连接；通信芯片的第5、第6、第7、第8引脚与一RS485接口连接；所述的综合运算单片机模块的第40脚直接连接到可控硅同步触发电路的电阻R24控制可控硅同步触发电路中三极管V4的基极。进一步而言，上述技术方案中，所述的第一运算放大器U3的第2引脚、第5引脚和第9引脚通过电阻R5*、R51、R52、R55与一电压互感器UT1连接，第一运算放大器U3的第14引脚串联一电阻R25后与综合运算单片机模块其芯片的第2引脚连接；所述的第二运算放大器U4其第5引脚串联一电阻R65后与电流互感器连接，第二运算放大器U4的第14引脚串联一电阻R62后与综合运算单片机模块的第3引脚连接；第二运算放大器U4的第7引脚串联一电阻R13后引至运算放大器U9的第2引脚，电阻R13和运算放大器U9第2引脚之间对地还连接有两个相反方向的二极管D7、D8；所述的第三运算放大器U5其第3引脚与电压互感器UT2直接连接，第三运算放大器U5其第14引脚串联一电阻R88后与综合运算单片机模块的第4引脚连接。进一步而言，上述技术方案中，所述的综合运算单片机模块包括：综合运算单片机电路和综合输出电路，综合运算单片机模块的输出信号经综合输出电路送到运算放大器LM324U10，并由运算放大器U10的第7脚输出接到可控硅同步触发电路的电阻R20；综合运算单片机模块的第18、23、24脚分别各串接一个5.1K的电阻后各接到一个三极管的基极，该三极管的集电极接入5V正电源，发射极分别经电阻R28、R29连接后再串两个电阻R70、R71连到运算放大器U10第3脚；综合运算单片机模块的第6脚接一个电阻R30后再与四个电阻R17、R70、R28、R29和一个电容C19连接；运算放大器U10第1脚、第5脚直接相连；第6脚、第7脚通过电阻R87相连；所述的综合输出电路输出接到可控硅同步触发控制或“IGBT”驱动电路。进一步而言，上述技术方案中，所述的显示和操作电路具有一个四位数码管及两个8D触发器芯片，两个8D触发器芯片的第3、4、7、8、13、14、18引脚 分别并联后再与综合运算单片机模块第19、20、21、22、27、28、29、30引脚连接，第一个8D触发器芯片的第十一引脚与综合运算单片机模块其芯片的第8引脚连接后通过一电容C27接地；第二个8D触发器芯片的第十一引脚与综合运算单片机模块其芯片的第9引脚连接后通过一电容C28接地；所述的四位数码管其第1至5引脚、第7引脚、第10引脚第11引脚均串联一电阻后与第一个8D触发器芯片的第2、第5、第6、第9、第12、第15、第16和第19引脚连接；四位数码管的第6、第8、第9、第12引脚分别串联一个三极管电路后本文档来自技高网...
【技术保护点】
免并网信号的发电机励磁控制器，其特征在于：包括：发电机数据综合采集和变换电路、综合运算单片机模块、显示和操作电路、整流主电路和发电机剩磁起励电路；所述的数据综合采集和变换电路、显示和操作电路、可控硅同步触发电路均与综合运算单片机连接，上述的模块或电路与一开关电源连接；所述的整流主电路为可控硅同步触发电路或IGBT驱动电路；可控硅同步出发电路连接可控硅管，该可控硅管数量为一个或两个或三个。
【技术特征摘要】
1.免并网信号的发电机励磁控制器，其特征在于：包括：发电机数据综合采集和变换电路、综合运算单片机模块、显示和操作电路、整流主电路和发电机剩磁起励电路；所述的数据综合采集和变换电路、显示和操作电路、可控硅同步触发电路均与综合运算单片机连接，上述的模块或电路与一开关电源连接；所述的整流主电路为可控硅同步触发电路或IGBT驱动电路；可控硅同步出发电路连接可控硅管，该可控硅管数量为一个或两个或三个。2.根据权利要求1所述的免并网信号的发电机励磁控制器，其特征在于：所述的数据综合采集和变换电路包括有：用于测量发电机电压数据的第一接入点，第一接入点通过电压互感器、第一运算放大器U3和第四运算放大器U8与综合运算单片机模块的第2脚和第17脚连接；用于测量发电机电流数据的第二接入点，第二接入点通过电流互感器、第二运算放大器U4与综合运算单片机模块的第10脚和第16脚连接，第二运算放大器U4部分电路穿插于第一接入点之间；用于测量电网电压数据的第三接入点，第三接入点通过电压互感器、第三运算放大器U5与综合运算单片机模块的第4脚连接。3.根据权利要求1所述的免并网信号的发电机励磁控制器，其特征在于：所述的综合运算单片机模块具有一芯片，该芯片的第15脚、第25、第26脚为RS485通讯的输出；综合运算单片机模块还与一外部通讯模块连接，外部通讯模块的通信芯片MAX1487的第1引脚与综合运算单片机模块的第26引脚连接，通信芯片的第2、第3引脚并联后与综合运算单片机模块的第15引脚连接，通信 芯片的第4引脚与综合运算单片机模块的第25引脚连接；通信芯片的第5、第6、第7、第8引脚与一RS485接口连接；所述的综合运算单片机模块的第40脚直接连接到可控硅同步触发电路的电阻R24控制可控硅同步触发电路中三极管V4的基极。4.根据权利要求2所述的免并网信号的发电机励磁控制器，其特征在于：所述的第一运算放大器U3的第2引脚、第5引脚和第9引脚通过电阻R5*、R51、R52、R55与一电压互感器UT1连接，第一运算放大器U3的第14引脚串联一电阻R25后与综合运算单片机模块其芯片的第2引脚连接；所述的第二运算放大器U4其第5引脚串联一电阻R65后与电流互感器连接，第二运算放大器U4的第14引脚串联一电阻R62后与综合运算单片机模块的第3引脚连接；第二运算放大器U4的第7引脚串联一电阻R13后引至运算放大器U9的第2引脚，电阻R13和运算放大器U9第2引脚之间对地还连接有两个相反方向的二极管D7、D8；所述的第三运算放大器U5其第3引脚与电压互感器UT2直接连接，第三运算放大器U5其第14引脚串联一电阻R88后与综合运算单片机模块的第4引脚连接。5.根据权利要求1所述的免并网信号的发电机励磁控制器，其特征在于：所述的综合运算单片机模块包括：综合运算单片机电路和综合输出电路，综合运算单片机的输出信号经综合输出电路送到运算放大器LM324U10，并由运算放大器U10的第7脚输出接到可控硅同步触发电路的电阻R20；综合运算单片机的第18、23、24脚分别各串接一个5.1K的电阻后各接到一个三极管的基极，该三极管的集电极接入5...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘桂和，
申请(专利权)人：潘桂和，
类型：新型
国别省市：广东;44
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