励磁控制器的工作原理

励磁控制器的工作原理:

励磁装置主回路部分

主回路的组成和功能
装置主回路完成整流和灭磁两大功能，系统采用三相全控桥可控硅整流电路，向同步电动机转子绕组提供直流励磁电流。灭磁回路由可控硅7、8KGZ与二极管GZ反并联组成，实际上组成为一个大功率电子开关，完成同步电动机在异步起动过程中串入起动电阻，起动结束后自动切除，保证同步电动机在异步起动期间，转子励磁绕组既不开路也不短路，从而避免励磁绕组承受过电压和过电流。

励磁装置控制部分：
系统控制部分包括S7200PLC、Pro-face触摸屏、KGLF-2型微机励磁控制器三部分组成。 PLC主要完成继电回路逻辑控制工作方式切换、运行时PI调节以及对外通讯等工作，Pro-face触摸屏主要完成系统参数设置和运行时故障、工作时间、设定运行参数信息查询，Pro-face触摸屏具有励磁电流和励磁电压录波曲线信息查看。
KGLF-2型励磁控制器里由主机MC87C51和副机AT89C51单片机组成。励磁控制器主要完成频率测量及投励、脉冲形成、故障检测及处理。
1转子感应电压频率的测量
同步电动机起动时, 转子感应电压的频率随着转速的上升逐渐下降,同步电动机一旦起动, 单片机就立即检测转子感应半个周波的时间, 从20ms开始, 数码管记“9”,中间每增加20ms, 数码减1, 到200ms时数码管显示“0”。同步电动机在异步起动过程中，当转子转速达到同步转速的90％时，转子感应电压的频率5Hz，周期0.2s，半周时间为100ms，计算机一旦检测到该值，立即投全压。投全压后，电动机的转速将继续上升，当转速增加到同步转速的95％时，转子感应电压的频率为2.5Hz，周期为0.4s，半周时间为200ms ，计算机检测到此值，迅速进入整流程序, 输出脉冲, 装置投入励磁, 同时接通投励工作指示, 关掉低压灭磁并开放失磁保护和失步保护等。
2脉冲形成
同步信号Ta、W3 提供正偏移，及励磁调节器的输出信号Uk,三者通过运算放大器综合处理后作为单片机外部中断请求INT0的输入信号，当INT0从1变0时, 单片机接受中断, 立即发出第一组脉冲去触发1# 可控硅，同时给6#可控硅补一个脉冲。以后每间隔60°发下一组脉冲, 触发相应的可控硅,直至一个周期六组脉冲发完, 再等待下一次中断。改变Uk的大小就改变了中断申请的时刻, 达到控制角的目的。 为了提高整流电压波形的对称度，系统还不断监测电网的频率，随时对60°定时进行修正，确保整流电压波形对称，这样产生的脉冲精度高, 无需外部调整, 且稳定可靠。
3故障保护
系统具有进线电源空开跳闸、电源掉相、快熔熔断、欠磁、失步、过流、起动超时等保护。这些故障主要由辅机监控检测，一旦确认故障发生，辅机立即通知主控计算机，主机接收此信号后迅速作出相应的故障处理，发出故障显示和声响信号，接通高压油断路器分闸回路，同步电动机紧急停车。同时系统推β逆变运行，将励磁绕组储存的能量回馈电网，延时5～6s后封锁脉冲。
故障发生后由辅机记忆故障原因，并显示故障代码，以便查询处理。

通过测量发电机电压与给定电压比较，把偏差按PID方法计算出控制电压，将其控制电压转换为相应的移相角就能改可控硅整流桥的输出电压（转子电压），从而达到控制发电机电压的目的。