励磁调节装置基本原理课件.ppt

1、励磁调节方式励磁调节方式按扰动量调节负载的扰动引起机端电压及功率的变化，根据扰动量形成励磁控制分量，以补偿扰动量而增加的励磁电流； 复式调节器、各种稳定器和补偿器调节对象(同步电机)PQ励磁调节器),(QPfKUfd励磁调节方式励磁调节方式按偏差量调节：按照被调节量的目标值和实际值之间的差值，控制调节器的励磁输出；实质上是负反馈调节调节对象(同步电机)PQ励磁调节器U目标负载变化电压变化偏差增大励磁输出偏差减小电压恢复),(trfdUUfKU励磁调节方式励磁调节方式单变量调节：比例式励磁调节 励磁输出与电压偏差成比例关系；PID励磁调节 比例+积分+微分 理想PID调节 实际PID调节)(tr

2、fdUUKUtDtitPfdUKdtUKUKU励磁调节方式励磁调节方式多变量励磁调节： 励磁输出取决于多个电气量的变化，以使各个电气特性均满足运行要求，理论上求得模型方程的最优解或次优解。 附加控制式：PID+PSS PID+LEOC PID+NEOC 励磁调节器构成励磁调节器构成励磁调节器从功能上可分为基本调节部分和辅助调节部分基本调节：测量比较+综合放大+移相触发；辅助调节：补偿器+稳定器+限制器测量比较综合放大移相脉冲放大补偿器限制器稳定器励磁调节器构成励磁调节器构成采样系统结构通道数量采样保存环节数量A/D转换环节数量1、片外多路开关+AD转换2、片内多路开关+AD转换3、独立AD转换

3、多路开关采样保持A/D转换采样保持多路开关A/D转换采样保持A/D转换采样保持A/D转换励磁调节器构成励磁调节器构成采样精度：采样系统中最要的参数：A/D转换位数采样位数直接决定最小采样精度：1、12位A/D采样 额定值码值=4096/2*2.0=1024，精度=0.1%2、14位A/D采样 额定值码值=16384/2*2.0=4096，精度=0.025%2、16位A/D采样 额定值码值=65536/2*2.0=16384，精度=0.006%励磁调节器构成励磁调节器构成直流采样：各电气量经过变送器变换，输出电气量有效值，可以减小A/D采样通道数，减小软件计算量，但响应速度慢，硬件多，故障率高电

4、压变送器功率变送器电流变送器UIUIPQUI采样系统励磁调节器构成励磁调节器构成交流采样：将交流信号经过隔离后，直接进入AD采样系统，采样值经软件计算，得到各电气量测量值，交流采样响应速度快，要求AD采样芯片速度高，性能优，每周采样要求30点以上，采用等角度采样电压(Ua,Ub,Uc)电流(Ia,Ib,Ic)采样系统软件计算U,I,P,Q励磁调节器构成励磁调节器构成交流采样计算方法：1、三相对称算法 三相信号必须对称，否则误差较大1)120(cos)120(cos)(cos22233/ )9/)()()(,3/ )(,3/ )(222222bcaabccabaccacbbcbaabcbacba

5、gcabcabcabcabgIUIUIUQIIUIIUIIUPIIIIIIIUUUUUUU为瞬时值为瞬时值励磁调节器构成励磁调节器构成2、傅氏算法采用离散FFT算法，计算各次谐波有效值及相位)2(21NnkSINuNUNkkIn)2(21NnkCOSuNUNkkRn22(InRnnUUU幅值）：电压模值22(InRnnIII幅值）：电流模值RnXnXnRnXnXnRnRnIUIU：QIUIU：P无功功率值有功功率值励磁调节器构成励磁调节器构成3、dq分解法d轴q轴uuduq轴轴duuququduua相b相c相cbacbauuuuuuuuC23230212113232uuuuDquducossi

6、nsincos励磁调节器构成励磁调节器构成能够计算出基波幅值，负序分量幅值，零序分量，对于系统故障或TV断线故障判别提供依据cubuaucubuauCDuuDqudu2323021211cossinsincos3232励磁调节器构成励磁调节器构成4、全波积分法对电气量周期内各瞬时值平方积分，求得有效值cbacbaNkknkknknknQQQQPPPPIUQIUPNIINUU)4/(2222/励磁调节器构成励磁调节器构成频率测量：1、计数器测量将交流信号整形为方波信号，在方波信号内进行计数，计数器值与信号周期成比例Nffsm/励磁调节器构成励磁调节器构成2、傅氏变换法利用傅氏法求得电压相位，根据

7、相位变化，得到频率变化量，修正频率值fffffUUarctgnnnnnnRnXn1112)/(励磁调节器构成励磁调节器构成移相方式：1、线性移相 触发脉冲角度和调节器输出成线性关系：)(cos(35. 1)cos(25. 1)(tracacfdtrkUUPIDkUUUUUPIDkUk由于励磁电压Ufd与发电机电压差成余弦关系，事实上励磁系统环节为非线性关系，励磁系统增益系数与发电机工作点相关，给数学模型造成困难励磁调节器构成励磁调节器构成2、余弦移相 实际应用中，分为近似余弦移相和精确余弦移相：kfdkacfdackacfdkacfdacfdackktrkkUUkUUUUkUUUkUUUUUU

8、UkUkUUPIDU35. 1/35. 1)/(cos(arccos35. 1/)(cos(arccos35. 1)cos(35. 1)/arccos(/)arccos()(精确余弦移相的励磁电压仅于励磁计算结果相关，使用精确余弦移相的励磁系统，可以对发电机进行开环控制，便于发电机零起试验励磁调节器构成励磁调节器构成脉冲产生方法：1、增计数器方法 将移相值锁存，同步过零时启动计数器，当计数大于锁存的移相值时，发出触发脉冲 采用软件模块和中断，占用CPU资源锁存a增计数器比较器2、减计数器方法 将移相值锁存进计数器，当同步过零时，启动减计数器，当计数器值为零时，发出脉冲。 使用硬件（可编程器件）

9、完成，不占用CPU资源锁存a减计数器同步励磁调节器构成励磁调节器构成触发角分辨率：触发角分辨率直接影响发电机电压调节精度：COSUUacfd35. 1SINUddUacfd35. 1180)(35. 1)(35. 1ASINUSINUddUUacacfdfdtgAtgACOSUASINUUUacacfdfd017444.018018035.135.1%100励磁调节器构成励磁调节器构成 上式中A即为触发角分辨率，触发角分辨率直接由移相触发环节中计数器主频和同步频率决定，即计数器中一个码表示同步信号中的角度，为计数主频为同步频率csyncsyn，ffffA360)/( 例如：对于中频400HZ励

10、磁三机励磁系统，fc采用40M，则A=0.0036，而对于自并励系统，得到相同的分辨率，计数频率只需5M励磁调节器构成励磁调节器构成对于自并励励磁系统：空载运行角在80度左右，如：A=0.0036度/码，则有：空载额定工况下，输出变化的最小百分数是：如：A=0.0144度/码（1.25M），则有：空载额定工况下，输出变化的最小百分数是：励磁调节器构成励磁调节器构成对于高起始的三机励磁系统：空载运行角在88度左右，如：A=0.0036度/码，则有：空载额定工况下，输出变化的最小百分数是：如：A=0.0144度/码（10M），则有：空载额定工况下，输出变化的最小百分数是：励磁调节器构成励磁调节器构成脉冲放大及隔离：1、脉冲放大采用MOSFET放大，损耗小，集成度高，满足强触发要求。2、脉冲隔离采用专用脉冲变压器，隔离电压最高为15KV。UGDUGTIGDIGTUGMIGMPGAV=8WPGAV=30W