勵磁調(diào)節(jié)裝置基本原理

1、勵磁調(diào)節(jié)裝置基本原理第1頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(diào)節(jié)方式按擾動量調(diào)節(jié)負(fù)載的擾動引起機(jī)端電壓及功率的變化，根據(jù)擾動量形成勵磁控制分量，以補(bǔ)償擾動量而增加的勵磁電流； 復(fù)式調(diào)節(jié)器、各種穩(wěn)定器和補(bǔ)償器第2頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(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)值和實際值之間的差值，控制調(diào)節(jié)器的勵磁輸出；實質(zhì)上是負(fù)反饋調(diào)節(jié)第3頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(diào)節(jié)方式單變量調(diào)節(jié)：比例式勵磁調(diào)節(jié) 勵磁輸出與電壓偏差成比例關(guān)系；PID勵磁調(diào)節(jié) 比例+積分+微分 理想PID調(diào)節(jié) 實際PID調(diào)節(jié)第4

2、頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(diào)節(jié)方式多變量勵磁調(diào)節(jié)： 勵磁輸出取決于多個電氣量的變化，以使各個電氣特性均滿足運(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+PSS PID+LEOC PID+NEOC 第5頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成勵磁調(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6頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(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)+

3、AD轉(zhuǎn)換2、片內(nèi)多路開關(guān)+AD轉(zhuǎn)換3、獨立AD轉(zhuǎn)換第7頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(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8頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(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

4、樣通道數(shù)，減小軟件計算量，但響應(yīng)速度慢，硬件多，故障率高第9頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成交流采樣：將交流信號經(jīng)過隔離后，直接進(jìn)入AD采樣系統(tǒng)，采樣值經(jīng)軟件計算，得到各電氣量測量值，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點以上，采用等角度采樣第10頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成交流采樣計算方法：1、三相對稱算法 三相信號必須對稱，否則誤差較大第11頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成2、傅氏算法采用離散FFT算法，計算各次諧波有效值及相位第12頁

5、，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成3、dq分解法第13頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成能夠計算出基波幅值，負(fù)序分量幅值，零序分量，對于系統(tǒng)故障或TV斷線故障判別提供依據(jù)第14頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成4、全波積分法對電氣量周期內(nèi)各瞬時值平方積分，求得有效值第15頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成頻率測量：1、計數(shù)器測量將交流信號整形為方波信號，在方波信號內(nèi)進(jìn)行計數(shù)，計數(shù)器值與信號周期成比例第16頁，共26頁，2022年，5月20日，21

6、點45分，星期一勵磁調(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17頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(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：由于勵磁電壓Ufd與發(fā)電機(jī)電壓差成余弦關(guān)系，事實上勵磁系統(tǒng)環(huán)節(jié)為非線性關(guān)系，勵磁系統(tǒng)增益系數(shù)與發(fā)電機(jī)工作點相關(guān)，給數(shù)學(xué)模型造成困難第18頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成2、余弦移相 實際應(yīng)用中，分為近似余弦移相和精確余弦移相：精確余弦移相的勵磁電壓僅于勵磁計算結(jié)果相關(guān)，使用精確余弦移相的勵磁系統(tǒng)，可以對發(fā)電機(jī)進(jìn)行

7、開環(huán)控制，便于發(fā)電機(jī)零起試驗第19頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成脈沖產(chǎn)生方法：1、增計數(shù)器方法 將移相值鎖存，同步過零時啟動計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)大于鎖存的移相值時，發(fā)出觸發(fā)脈沖 采用軟件模塊和中斷，占用CPU資源第20頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一2、減計數(shù)器方法 將移相值鎖存進(jìn)計數(shù)器，當(dāng)同步過零時，啟動減計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)器值為零時，發(fā)出脈沖。 使用硬件（可編程器件）完成，不占用CPU資源第21頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(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22頁，共2

8、6頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(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)中計數(shù)器主頻和同步頻率決定，即計數(shù)器中一個碼表示同步信號中的角度， 例如：對于中頻400HZ勵磁三機(jī)勵磁系統(tǒng)，fc采用40M，則A=0.0036，而對于自并勵系統(tǒng)，得到相同的分辨率，計數(shù)頻率只需5M第23頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成對于自并勵勵磁系統(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24頁，共26頁，2022年，5月20日，21點45分，星期一勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成對于高起始的三機(jī)勵磁系統(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25頁，共2