电机非线性励磁自动控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种电机非线性励磁自动控制装置，该装置由信号采集电路、数据处理电路、脉冲放大电路和可控硅功率电路组成。信号采集电路对信号滤波、分时切换和模数转换；数据处理电路对数据锁存、计算后输出；脉冲放大电路将数据处理电路传入的信号进行放大；可控硅功率电路按一定时序接收来自脉冲放大电路的信号，并将输出的直流信号提供给电机的励磁绕组。本控制装置实现了发电机励磁的非线性控制，并具有很高的可靠性。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
电机非线性励磁自动控制装置本技术涉及一种电机非线性励磁自动控制装置，属电机自动控制
自动励磁控制装置对发电机的运行状况有重要影响。性能良好的励磁控制装置不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，而且能提高电力系统运行的经济性。目前，国内外使用的发电机励磁控制装置都是根据线性控制理论来设计的，称之为“线性励磁控制装置”。由于发电机是一种非线性元件，因此，“线性励磁控制装置”的控制效果不能令人满意。本技术的目的是设计一种电机非线性励磁自动控制装置，实现对发电机励磁的非线性控制，以优化控制效果，保证发电机运行的可靠性和稳定性。本技术设计的电机非线性励磁自动控制装置，由信号采集电路、数据处理电路、脉冲放大电路和可控硅功率电路组成。其中的信号采集电路包括：(1)对外部变送器传过来的电机的电压信号和功率信号进行滤波的RC滤波单元(R19、R17、C37)；(2)对滤波后的电压信号和功率信号进行分时切换的多路开关(U21)；(3)对多路开关输出后的信号进行A/D转换的A/D变换器(U11)，其数据线(D4～D15)与计算机的数据锁存器(U13、U14)相连；其中的数据处理电路包括：(1)、接收A/D转换数据的数据锁存器(U13、U14)；(2)、内部带有程序存贮器的单片机(U28)；(3)、给单片机提供时钟信号的晶振电路，包括电容C22、C21和晶振体XTAL1，其中的脉冲放大电路包括：(1)、放大”+A“相脉冲的放大电路，包括二极管D1，电阻R1、R2和三极管N1；(2)、放大”+B“相脉冲的放大电路，包括二极管D2，电阻R3、R4和三极管N2；(3)、放大”+C“相脉冲的放大电路，包括二极管D3，电阻R5、R6和三极管N3；(4)、放大”-A“相脉冲的放大电路，包括二极管D4，电阻R7、R8和三极管N4；(5)、放大”-B“相脉冲的放大电路，包括二极管D5，电阻R9、R10和三极管N5；(6)、放大”-C“相脉冲的放大电路，包括二极管D6，电阻R11、R12和二极-->管N6。其中的可控硅功率电路包括：(1)三相交流回路中的A相两个可控硅“+A”和“-A”；(2)三相交流回路中的B相两个可控硅“+B”和“-B”；(3)三相交流回路中的C相两个可控硅“+C”和“-C”；本技术的效果是不仅实现了发电机励磁的非线性控制，而且采用了最新的单片机控制技术，减少了因为励磁系统引发的振动而引起的运行事故，使整个系统既有很好的调节性能又具有很高的可靠性，是目前应用的励磁控制装置的理想更换产品。附图说明：图1是本技术设计的电机非线性励磁自动控制装置的电路框图。图2是控制装置中的信号采集电路原理图。图3是数据处理电路原理图。图4是脉冲放大电路原理图。图5是可控硅功率电路原理图。下面结合附图详细介绍本技术的内容。信号采集电路原理图如图2所示，外部变送器传过来的电机的模拟电压信号(V)和模拟功率信号(P)经RC滤波单元R19(3kΩ)、C39(30PF)和R17(3kΩ)、C37(30PF)滤除干扰信号之后，送给多路开关U21(AD7506)。U21根据单片机发送来的控制信号(P1.0，P1.1)选择模拟电压信号或模拟功率信号分时输出。U21输出的信号送给A/D转换器U11(AD574A)，U11把接收到的模拟信号转换为数字信号，在单片机的请求信号RD到来时，把转换后的数字信号送给数据锁存器U13(74LS373)和U14(74LS373)。数据处理电路原理图如图3所示，数据锁存器U13(74LS373)和U14(74LS373)接收A/D转换器U11(AD574A)送来的数据，并把这些数据传给16位单片机U28(8095)，单片机U28把这些实时采集到的数据代入非线性的控制公式中进行计算，并转化为相应的控制脉冲，从6个高速输出口中输出6个脉冲(+AA、+BB、+CC、-AA、-BB、-CC)，非线性控制公式为：u=(K1QVi+Vi)+K2P(K3QVi+Vi)×]]>{K4∫01ωdt+K5ω+K6dωdt-K7(K3QVi+Vi)ddt[PK3QVi+Vi]}]]>-->其中u为控制量，K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7为常数，Q为无功功率，P为有功功率，Vt为电机机端电压，ω为电机转速。脉冲放大电路原理图如图4所示。该电路把单片机输出的6个脉冲(+AA、+BB、+CC、-AA、-BB、-CC)进行放大，以便可靠地触发后面的可控硅功率单元。电阻R2(2KΩ)、R3(2KΩ)、R5(2KΩ)、R7(2KΩ)、R9(2KΩ)和R11(2KΩ)分别接+12伏的电源，为三极管N1(BC368)、N2(BC368)、N3(BC368)、N4BC368、N5(BC368)和N6(BC368)的集电路提供导通的电能，从而使输出的6个脉冲(+A、+B、+C、-A、-B、-C)得到放大，二极管D1(IN4004)、D2(IN4004)、D3(IN4004)、D4(IN4004)、D5(IN4004)和D6(IN4004)的作用是防止脉冲该反向输入，避免干扰单片机的正常工作。可控硅功率部分电路原理图如图5所示，该电路共有6个可控硅+A(kp200)、+B(kp200)、+C(kp200)、-A(kp200)、-B(kp200)和-C(kp200)，其输入是三相交流电(380伏)，6个可控硅按照一定的时序接收来自脉冲放大电路的信号。其输出是直流信号，可直接提供给发电机的励磁绕组。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机非线性励磁自动控制装置，其特征在于该装置由信号采集电路、数据处理电路、脉冲放大电路和可控硅功率电路组成；其中的信号采集电路包括：（１）对外部变送器传过来的电机的电压信号和功率信号进行滤波的ＲＣ滤波单元（Ｒ↓［１９］、Ｒ↓［１７］ 、Ｃ↓［３７］）；（２）对滤波后的电压信号和功率信号进行分时切换的多路开关（Ｕ↓［２１］）；（３）对多路开关输出后的信号进行Ａ／Ｄ转换的Ａ／Ｄ变换器（Ｕ↓［１１］），其数据线（Ｄ↓［４］～Ｄ↓［１５］）与计算机的数据锁存器（Ｕ↓［１ ３］、Ｕ↓［１４］）相连；其中的数据处理电路包括：（１）、接收Ａ／Ｄ转换数据的数据锁存器（Ｕ↓［１３］、Ｕ↓［１４］）；（２）、内部带有程序存贮器的单片机（Ｕ↓［２８］）；（３）、给单片机提供时钟信号的晶振电路，包括电容Ｃ↓ ［２２］、Ｃ↓［２１］和晶振体ＸＴＡＬ↓［１］，其中的脉冲放大电路包括：（１）、放大”＋Ａ“相脉冲的放大电路，包括二极管Ｄ↓［１］，电阻Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］和三极管Ｎ↓［１］；（２）、放大”＋Ｂ“相脉冲的放大电路，包括二极管Ｄ↓［ ２］，电阻Ｒ↓［３］、Ｒ↓［４］和三极管Ｎ↓［２］；（３）、放大”＋Ｃ“相脉冲的放大电路，包括二极管Ｄ↓［３］，电阻Ｒ↓［５］、Ｒ↓［６］和三极管Ｎ↓［３］；（４）、放大”－Ａ“相脉冲的放大电路，包括二极管Ｄ↓［４］，电阻Ｒ↓［７］ 、Ｒ↓［８］和三极管Ｎ↓［４］；（５）、放大”－Ｂ“相脉冲的放大电路，包括二极管Ｄ↓［５］，电阻Ｒ↓［９］、Ｒ↓［１０］和三极管Ｎ↓［５］；（６）、放大”－Ｃ“相脉冲的放大电路，包括二极管Ｄ↓［６］，电阻Ｒ↓［１１］、Ｒ↓［１２］和 二极管Ｎ↓［６］；其中的可控硅功率电路包括：（１）三相交流回路中的Ａ相两个可控硅“＋Ａ”和“－Ａ”；（２）三相交流回路中的Ｂ相两个可控硅“＋Ｂ”和“－Ｂ”；（３）三相交流回路中的Ｃ相两个可控硅“＋Ｃ”和“－Ｃ”。...

【技术特征摘要】
1、一种电机非线性励磁自动控制装置，其特征在于该装置由信号采集电路、数据处理电路、脉冲放大电路和可控硅功率电路组成；其中的信号采集电路包括： (1)对外部变送器传过来的电机的电压信号和功率信号进行滤波的RC滤波单元(R19、R17、C37)；(2)对滤波后的电压信号和功率信号进行分时切换的多路开关(U21)；(3)对多路开关输出后的信号进行A/D转换的A/D变换器(U11)，其数据线(D4～D15)与计算机的数据锁存器(U13、U14)相连；其中的数据处理电路包括：(1)、接收A/D转换数据的数据锁存器(U13、U14)；(2)、内部带有程序存贮器的单片机(U28)；(3)、给单片机提供时钟信号的晶振电路，包括电容C22、C21和晶振体XTAL1，其中的脉冲放大电路包括：(...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雪松，马幼捷，贾振江，迟正刚，李宝善，吴述兴，刘敬华，宋涛，
申请(专利权)人：青岛大学，平度市热电厂，
类型：实用新型
国别省市：95[中国|青岛]