专利名称：发电机综合非线性控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电机自动控制技术领域，特别是一种发电机综合非线性控制装置。
背景技术：
自动控制装置对发电机的运行状况有重要影响。性能良好的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控制装置普遍根据线性控制理论来设计，称之为“线性控制装置”。由于发电机是一种非线性元件，因此，“线性控制装置”的控制效果不能令人满意。
发明内容本实用新型的目的在于设计一种发电机综合非线性控制装置，它是用来实现对发电机励磁和汽门的综合非线性控制，使之得到优化控制效果。用以保证发电机运行的可靠性和稳定性。
本实用新型的技术方案一种发电机综合非线性控制装置，其特征在于它是由信号采集电路、数据处理电路、脉冲放大电路、可控硅功率电路和模拟信号输出电路所组成，所说的信号采集电路的输入端连接外接变送器，其输出端连接数据处理电路的输入端，数据处理电路的输出端分别连接脉冲放大电路和模拟信号输出电路，脉冲放大电路的输出端连接可控硅功率电路，可控硅功率电路的输出端连接发电机的励磁绕组输入端，模拟信号输出电路的输出端连接发电机的调速系统输入端。
上述所说的信号采集电路包括(1)对外部变送器传过来的发电机的电压信号、功率信号和频率信号进行滤波的由R19、R17、C37构成的RC滤波单元；(2)对滤波后的电压信号、功率信号和频率信号进行分时切换的由U21构成的多路开关；(3)对多路开关输出后的信号进行A/D转换的A/D变换器，其数据线D4～D15端与计算机的由U13、U14构成的数据锁存器相连接。
上述所说的数据处理电路包括(1)由U13、U14构成的接收A/D转换数据的数据锁存器；(2)内部带有程序存贮器的单片机；
(3)给单片机提供时钟信号的由电容C22、C21和晶振体XTAL1构成的晶振电路。
上述所说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和三极管N6。
上述所说的可控硅功率电路包括(1)三相交流回路中的A相的两个可控硅“+A”和“-A”；(2)三相交流回路中的B相的两个可控硅“+B”和“-B”；(3)三相交流回路中的C相的两个可控硅“+C”和“-C”；它们的控制脉冲来自脉冲放大电路。
上述所说的模拟信号输出电路包括对计算机输出后的数字信号进行D/A转换的由U50构成的D/A变换器，其数据线D0～D11与计算机的由U13、U14构成的数据锁存器相连接。
本实用新型的技术效果在于它不仅实现了发电机综合的非线性控制，而且采用了最新的单片机控制技术，减少了因为励磁系统振动和调速系统不稳而引起的运行事故，使整个综合控制系统既有很好的调节性能又具有很高的可靠性，是目前应用的发电机综合控制装置的理想更换产品。
附图1为本实用新型所涉一种发电机综合非线性控制装置的整体电路框图。
附图2为图1中信号采集电路结构示意图。
附图3为图1中数据处理电路结构示意图。
附图4为图1中脉冲放大电路结构示意图。
附图5为图1中可控硅功率电路结构示意图。
附图6为图1中模拟信号输出电路结构示意图。
具体实施方式
实施例一种发电机综合非线性控制装置(见图1)，其特征在于它是由信号采集电路、数据处理电路、脉冲放大电路、可控硅功率电路和模拟信号输出电路所组成，所说的信号采集电路的输入端连接外接变送器，其输出端连接数据处理电路的输入端，数据处理电路的输出端分别连接脉冲放大电路和模拟信号输出电路，脉冲放大电路的输出端连接可控硅功率电路，可控硅功率电路的输出端连接发电机的励磁绕组输入端，模拟信号输出电路的输出端连接发电机的调速系统输入端。
上述所说的信号采集电路(见图2)包括(1)对外部变送器传过来的发电机的电压信号、功率信号和频率信号进行滤波的由R19、R17、C37构成的RC滤波单元；(2)对滤波后的电压信号、功率信号和频率信号进行分时切换的由U21构成的多路开关；(3)对多路开关输出后的信号进行A/D转换的A/D变换器，其数据线D4～D15端与计算机的由U13、U14构成的数据锁存器相连接。
该电路工作过程为信号采集电路中由外部变送器传过来的发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、C39和R17、C37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)。
上述所说的数据处理电路(见图3)包括(1)由U13、U14构成的接收A/D转换数据的数据锁存器；(2)内部带有程序存贮器的单片机；(3)给单片机提供时钟信号的由电容C22、C21和晶振体XTAL1构成的晶振电路。
该电路工作过程为数据处理电路中的数据锁存器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(8096)，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)。
上述所说的脉冲放大电路(见图4)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和三极管N6。
该电路工作过程为该脉冲放大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、R3、R5、R7和R11分别接+12伏的电源，为三极管N1、N2、N3、N4、N5和N6的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、D2、D3、D4、D5和D6的作用是防止脉冲反向输入，避免干扰单片机的正常工作。
上述所说的可控硅功率电路(见图5)包括(1)三相交流回路中的A相的两个可控硅“+A”和“-A”；(2)三相交流回路中的B相的两个可控硅“+B”和“-B”；(3)三相交流回路中的C相的两个可控硅“+C”和“-C”。
该电路工作过程为可控硅功率电路中，该电路共有6个可控硅+A、+B、+C、-A、-B和-C，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。
上述所说的模拟信号输出电路(见图6)包括对计算机输出后的数字信号进行D/A转换的由U50构成的D/A变换器，其数据线D0～D11与计算机的由U13、U14构成的数据锁存器相连接。
该电路工作过程为在模拟信号输出电路中，该电路把单片机传过来的数字信号变换为模拟信号，并通过第14号管脚输出给发电机的调速系统，达到控制发电机的汽门目的。
权利要求1.一种发电机综合非线性控制装置，其特征在于它是由信号采集电路、数据处理电路、脉冲放大电路、可控硅功率电路和模拟信号输出电路所组成，所说的信号采集电路的输入端连接外接变送器，其输出端连接数据处理电路的输入端，数据处理电路的输出端分别连接脉冲放大电路和模拟信号输出电路，脉冲放大电路的输出端连接可控硅功率电路，可控硅功率电路的输出端连接发电机的励磁绕组输入端，模拟信号输出电路的输出端连接发电机的调速系统输入端。
2.根据权利要求1所说的一种发电机综合非线性控制装置，其特征在于所说的信号采集电路包括(1)对外部变送器传过来的发电机的电压信号、功率信号和频率信号进行滤波的由R19、R17、C37构成的RC滤波单元；(2)对滤波后的电压信号、功率信号和频率信号进行分时切换的由U21构成的多路开关；(3)对多路开关输出后的信号进行A/D转换的A/D变换器，其数据线D4～D15端与计算机的由U13、U14构成的数据锁存器相连接。
3.根据权利要求1所说的一种发电机综合非线性控制装置，其特征在于所说的数据处理电路包括(1)由U13、U14构成的接收A/D转换数据的数据锁存器；(2)内部带有程序存贮器的单片机；(3)给单片机提供时钟信号的由电容C22、C21和晶振体XTAL1构成的晶振电路。
4.根据权利要求1所说的一种发电机综合非线性控制装置，其特征在于所说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和三极管N6。
5.根据权利要求1所说的一种发电机综合非线性控制装置，其特征在于所说的可控硅功率电路包括(1)三相交流回路中的A相的两个可控硅“+A”和“-A”；(2)三相交流回路中的B相的两个可控硅“+B”和“-B”；(3)三相交流回路中的C相的两个可控硅“+C”和“-C”；它们的控制脉冲来自脉冲放大电路。
6.根据权利要求1所说的一种发电机综合非线性控制装置，其特征在于所说的模拟信号输出电路包括对计算机输出后的数字信号进行D/A转换的由U50构成的D/A变换器，其数据线D0～D11与计算机的由U13、U14构成的数据锁存器相连接。
专利摘要一种发电机综合非线性控制装置，它是由信号采集电路、数据处理电路、脉冲放大电路、可控硅功率电路和模拟信号输出电路所组成，所说的信号采集电路的输入端连接外接变送器，其输出端连接数据处理电路的输入端，数据处理电路的输出端分别连接脉冲放大电路和模拟信号输出电路，脉冲放大电路的输出端连接可控硅功率电路，可控硅功率电路的输出端连接发电机的励磁绕组输入端，模拟信号输出电路的输出端连接发电机的调速系统输入端。本实用新型的技术效果它实现了发电机综合的非线性控制，减少了因为励磁系统振动和调速系统不稳而引起的运行事故，使整个综合控制系统具有很好的调节性能和可靠性，是目前应用的发电机综合控制装置的理想更换产品。
文档编号H02P9/30GK2612152SQ0324245
公开日2004年4月14日 申请日期2003年3月25日 优先权日2003年3月25日
发明者周雪松, 马幼捷 申请人:天津理工学院