專利名稱：發(fā)電機(jī)微機(jī)勵磁控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電機(jī)勵磁控制器，尤其涉及一種采用軟、硬件相結(jié) 合的方式來實(shí)現(xiàn)精確控制目的的發(fā)電機(jī)微機(jī)勵磁控制器，屬于發(fā)電機(jī)勵磁控制 器的生產(chǎn)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
發(fā)電機(jī)是用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電設(shè)備，尤其是聯(lián)網(wǎng)的大型發(fā)電機(jī) (包括水電、火電、風(fēng)電、核電等)，其輸出電量供應(yīng)到全國各地，用于民用、 工用、商用等，它運(yùn)轉(zhuǎn)的連續(xù)性和可靠性直接影響眾多用戶的利益。而發(fā)電機(jī) 勵磁部分性能的好壞，將直接影響發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行，如果保護(hù)措施不完善， 輕者停機(jī)造成電壓輸出的中斷，重者則會造成發(fā)電機(jī)的永久性損壞及其它更嚴(yán) 重的后果，嚴(yán)重影響發(fā)電的正常進(jìn)行。
發(fā)電機(jī)的勵磁線圈的電壓輸入由發(fā)電機(jī)勵磁控制器來控制，所以發(fā)電機(jī)勵 磁控制器的好壞在很大程度上決定了發(fā)電機(jī)的性能及其應(yīng)用效果，是發(fā)電機(jī)的 重要部件之一。
目前，普遍采用全硬件化的勵磁柜作為發(fā)電機(jī)勵磁控制器，這種勵磁柜的 缺陷較多，比如采用電位器作為調(diào)整電流、電壓的元件，其控制的連續(xù)性、 穩(wěn)定性和可靠性都較差，而且所需元件數(shù)量多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用體積大；缺相 檢測采用在快熔管兩端安裝自動開關(guān)的方式，在快熔管熔絲燒斷后自動接通自 動開關(guān)，并輸出缺相信號，其缺點(diǎn)是只能檢測快熔管熔絲燒斷引起的缺相，不 能檢測其它原因(如可控硅及脈沖輸出部件損壞)引起的缺相。除了上述問題， 現(xiàn)有的傳統(tǒng)勵磁柜都還有較多缺陷，在此不一一列舉，總之，現(xiàn)有的傳統(tǒng)勵磁 柜已很難適應(yīng)現(xiàn)代化的發(fā)電機(jī)組。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種全新的發(fā)電機(jī)微機(jī)勵磁控制器，這種勵磁控制器采用軟、硬件相結(jié)合的方式，可以實(shí)現(xiàn)體積小型 化、控制精確化、性能穩(wěn)定化的理想目標(biāo)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案
本實(shí)用新型由功率單元和勵磁調(diào)節(jié)控制電路兩大部分組成，其勵磁調(diào)節(jié)控 制電路用于為發(fā)電機(jī)組提供自動調(diào)節(jié)勵磁電源，主要包括移相觸發(fā)單元、輸入 信號處理單元、電流電壓處理單元、操作及保護(hù)信號處理單元、電源單元，其 特征在于其勵磁調(diào)節(jié)控制電路還包括CPU控制綜合處理單元，CPU控制綜合 處理單元的各電源輸入端與電源單元的各直流電源輸出端分別對應(yīng)連接，移相 觸發(fā)單元、輸入信號處理單元、電流電壓處理單元、操作及保護(hù)信號處理單元 的各信號端分別與CPU控制綜合處理單元的各信號端對應(yīng)連接。
本實(shí)用新型采用微處理器+軟件作為控制系統(tǒng)，不用電位器作調(diào)整，控制更 加精確、穩(wěn)定、可靠，適應(yīng)性更強(qiáng)，同時用軟件替代以前產(chǎn)品中的大量元器件， 既使整個產(chǎn)品顯得簡單、明了，節(jié)省了大量體積，又能避免元器件過多造成的 高故障率及不易更改性。
CPU控制綜合處理單元對輸入的信號進(jìn)行處理。 一類處理是運(yùn)算，對輸入 的機(jī)端電壓信號進(jìn)行PID運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，輸出移相觸發(fā)脈沖，調(diào)節(jié)勵磁
電流。在運(yùn)算處理時，根據(jù)控制需要，可以實(shí)現(xiàn)有差調(diào)節(jié)、無差調(diào)節(jié)、恒功率 因數(shù)調(diào)節(jié)、恒無功調(diào)節(jié)，還可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓跟蹤等功能。另一類是信號監(jiān)控，
監(jiān)測信號有頻率、電壓、電流、溫度等，與設(shè)定值比較，輸出報(bào)警保護(hù)信號， 實(shí)現(xiàn)過勵限制、欠勵限制、強(qiáng)勵限制功能，實(shí)現(xiàn)空載過電壓、空載低頻保護(hù)， 實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測，觸發(fā)脈沖監(jiān)測。
本實(shí)用新型中的勵磁調(diào)節(jié)控制電路還包括缺相檢測系統(tǒng)，缺相檢測系統(tǒng)的 信號輸入端與勵磁電壓輸出端連接，缺相檢測系統(tǒng)的信號輸出端與CPU控制綜 合處理單元的對應(yīng)信號輸入端連接，CPU控制綜合處理單元中對應(yīng)的信號輸出
端與顯示裝置連接，顯示裝置安裝在勵磁器柜體的面板上，顯示裝置為指示燈
或液晶顯示器。更具體地，所述缺相檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為勵磁電壓輸出端與限
流電阻Rll串聯(lián)連接后再與比較器A的比較電壓輸入端連接，從串聯(lián)連接于電 源正、負(fù)極之間的兩個分壓電阻的中間引出一個接線端與比較器A的標(biāo)準(zhǔn)電壓 輸入端連接，比較器A的信號輸出端與CPU控制綜合處理單元的對應(yīng)信號輸入 端連接。這種電路結(jié)構(gòu)的缺相保護(hù)系統(tǒng)，既能檢測到快熔管熔絲燒壞的信號， 又能檢測到可控硅損壞及脈沖輸出部件損壞的信息，并通過顯示器反映給操作 人員，有利于處理缺相引起的故障問題。 本實(shí)用新型的有益效果在于
綜上所述，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)采用軟、硬件控制，其控制的連續(xù)
性、穩(wěn)定性和可靠性高，避免了用電位器作為調(diào)整電流、電壓的元件所導(dǎo)致的
元件數(shù)量多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占用體積大的缺點(diǎn)；缺相檢測系統(tǒng)既能檢測到快熔管 熔絲燒壞的信號，又能檢測到可控硅損壞及脈沖輸出部件損壞的信息，并通過 顯示器反映給操作人員，有利于處理缺相引起的故障問題；總的來說，本實(shí)用 新型具有良好的穩(wěn)定性，控制功能強(qiáng)，調(diào)試簡單，維護(hù)方便，體積小，壽命長， 有利于發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行及用電行業(yè)的安全、快速發(fā)展。


圖1是本實(shí)用新型在應(yīng)用中的電路結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型中缺相檢測系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步具體說明
如圖1所示，本實(shí)用新型由功率單元和勵磁調(diào)節(jié)控制電路兩大部分組成， 其勵磁調(diào)節(jié)控制電路用于為發(fā)電機(jī)組提供自動調(diào)節(jié)勵磁電源，主要包括移相觸 發(fā)單元、輸入信號處理單元、電流電壓處理單元、操作及保護(hù)信號處理單元、 電源單元，其勵磁調(diào)節(jié)控制電路還包括CPU控制綜合處理單元，CPU控制綜合 處理單元的各電源輸入端與電源單元的各直流電源輸出端分別對應(yīng)連接，移相 觸發(fā)單元、輸入信號處理單元、電流電壓處理單元、操作及保護(hù)信號處理單元 的各信號端分別與CPU控制綜合處理單元的各信號端對應(yīng)連接。
如圖1所示，本實(shí)用新型中的勵磁調(diào)節(jié)控制電路還包括缺相檢測系統(tǒng)，缺 相檢測系統(tǒng)的信號輸入端與勵磁電壓輸出端連接，缺相檢測系統(tǒng)的信號輸出端
與CPU控制綜合處理單元的對應(yīng)信號輸入端連接，CPU控制綜合處理單元中對
應(yīng)的信號輸出端與顯示裝置連接，顯示裝置安裝在勵磁器柜體的面板上，顯示
裝置為指示燈或液晶顯示器。更具體地，如圖2所示，所述缺相檢測系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)為勵磁電壓輸出端與限流電阻Rll串聯(lián)連接后再與比較器A的比較電壓輸 入端連接，從串聯(lián)連接于電源正、負(fù)極之間的兩個分壓電阻的中間引出一個接 線端與比較器A的標(biāo)準(zhǔn)電壓輸入端連接，比較器A的信號輸出端與CPU控制綜 合處理單元的對應(yīng)信號輸入端連接。這種電路結(jié)構(gòu)的缺相保護(hù)系統(tǒng)，既能檢測 到快熔管熔絲燒壞的信號，又能檢測到可控硅損壞及脈沖輸出部件損壞的信息， 并通過顯示器反映給操作人員，有利于處理缺相引起的故障問題。
如圖1所示，下面對各單元的具體功能做說明
CPU控制綜合處理單元對輸入的信號進(jìn)行處理。 一類處理是運(yùn)算，對輸 入的機(jī)端電壓信號進(jìn)行PID運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，輸出移相觸發(fā)脈沖，調(diào)節(jié)勵 磁電流。在運(yùn)算處理時，根據(jù)控制需要，可以實(shí)現(xiàn)有差調(diào)節(jié)、無差調(diào)節(jié)、恒功 率因數(shù)調(diào)節(jié)、恒無功調(diào)節(jié)，還可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓跟蹤等功能。另一類是信號監(jiān)
控，監(jiān)測信號有頻率、電壓、電流、溫度等，與設(shè)定值比較，輸出報(bào)警保護(hù)
信號，實(shí)現(xiàn)過勵限制、欠勵限制、強(qiáng)勵限制功能，實(shí)現(xiàn)空載過電壓、空載低頻 保護(hù)，實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測，觸發(fā)脈沖監(jiān)測。
輸入信號處理單元把輸入電壓信號、電流信號、同步信號、開關(guān)信號、 溫度等信號進(jìn)行降壓、濾波、轉(zhuǎn)換等處理和分離，變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的數(shù)字開關(guān)量信號 和模擬電壓信號。
電源單元為控制系統(tǒng)提供電源?？奢斎攵嘟M電源廠用交流電源，廠用直
流電源。電源單元把輸入電源轉(zhuǎn)換成5V、 12V、 24V等直流電源供控制系統(tǒng)使 用。輸入的多組電源互為備用，保證對控制系統(tǒng)供電的可靠性。
移相觸發(fā)單元對CPU的觸發(fā)信號進(jìn)行功率放大，并進(jìn)行隔離處理，輸出觸
發(fā)脈沖控制可控硅整流橋。
報(bào)警保護(hù)輸出單元對CPU輸出的報(bào)警保護(hù)信號進(jìn)行放大和隔離，輸出繼電
器控制信號。
顯示與按健。顯示采用LCD液晶屏，中文顯示參數(shù)主要有電網(wǎng)電壓、機(jī) 端電壓、可控硅移相角、調(diào)節(jié)設(shè)定值、發(fā)電機(jī)輸出電流、功率因數(shù)、有功和無 功功率、勵磁電流、勵磁電壓，功率單元溫度，運(yùn)行工況、報(bào)警保護(hù)狀態(tài)等， 還有設(shè)置參數(shù)顯示，具體內(nèi)容見后面顯示屏圖。按健用于調(diào)節(jié)器的起停、輸入 參數(shù)、設(shè)置運(yùn)行值和調(diào)節(jié)值。
本實(shí)用新型采用微處理器+軟件作為控制系統(tǒng)，不用電位器作調(diào)整，控制更 加精確、穩(wěn)定、可靠，適應(yīng)性更強(qiáng)，同時用軟件替代以前產(chǎn)品中的大量元器件， 既使整個產(chǎn)品顯得簡單、明了，節(jié)省了大量體積，又能避免元器件過多造成的 高故障率及不易更改性。
權(quán)利要求1、一種發(fā)電機(jī)微機(jī)勵磁控制器，由功率單元和勵磁調(diào)節(jié)控制電路兩大部分組成，其勵磁調(diào)節(jié)控制電路用于為發(fā)電機(jī)組提供自動調(diào)節(jié)勵磁電源，主要包括移相觸發(fā)單元、輸入信號處理單元、電流電壓處理單元、操作及保護(hù)信號處理單元、電源單元，其特征在于其勵磁調(diào)節(jié)控制電路還包括CPU控制綜合處理單元，CPU控制綜合處理單元的各電源輸入端與電源單元的各直流電源輸出端分別對應(yīng)連接，移相觸發(fā)單元、輸入信號處理單元、電流電壓處理單元、操作及保護(hù)信號處理單元的各信號端分別與CPU控制綜合處理單元的各信號端對應(yīng)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)微機(jī)勵磁控制器，其特征在于其勵磁調(diào)節(jié) 控制電路還包括缺相檢測系統(tǒng)，缺相檢測系統(tǒng)的信號輸入端與勵磁電壓輸 出端連接，缺相檢測系統(tǒng)的信號輸出端與CPU控制綜合處理單元的對應(yīng)信號輸入端連接，CPU控制綜合處理單元中對應(yīng)的信號輸出端與顯示裝置連接，顯示裝置安裝在勵磁器柜體的面板上，顯示裝置為指示燈或液晶顯示器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)微機(jī)勵磁控制器，其特征在于所述缺相檢 測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為:勵磁電壓輸出端與限流電阻Rll串聯(lián)連接后再與比較器 A的比較電壓輸入端連接，從串聯(lián)連接于電源正、負(fù)極之間的兩個分壓電 阻的中間引出一個接線端與比較器A的標(biāo)準(zhǔn)電壓輸入端連接，比較器A 的信號輸出端與CPU控制綜合處理單元的對應(yīng)信號輸入端連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種發(fā)電機(jī)微機(jī)勵磁控制器，用于為發(fā)電機(jī)組提供自動調(diào)節(jié)勵磁電源，其勵磁調(diào)節(jié)控制電路主要包括移相觸發(fā)單元、輸入信號處理單元、電流電壓處理單元、操作及保護(hù)信號處理單元、電源單元，其特征在于還包括CPU控制綜合處理單元，CPU控制綜合處理單元的各電源輸入端與電源單元的各直流電源輸出端分別對應(yīng)連接，移相觸發(fā)單元、輸入信號處理單元、電流電壓處理單元、操作及保護(hù)信號處理單元的各信號端分別與CPU控制綜合處理單元的各信號端對應(yīng)連接。本實(shí)用新型采用微處理器+軟件作為控制系統(tǒng)，不用電位器作調(diào)整，控制更加精確、穩(wěn)定、可靠，適應(yīng)性更強(qiáng)；本實(shí)用新型使發(fā)電機(jī)的啟動及運(yùn)行過程更加安全、平穩(wěn)。
文檔編號H02H3/253GK201204563SQ20082006336
公開日2009年3月4日 申請日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者堅(jiān) 吳 申請人:堅(jiān) 吳