赘述。
[0022]本发明在工作时，第一自动开关1ZK、第二自动开关2ZK、第三自动开关3ZK闭合，全数字直流控制器M210、PC控制器和控制回路得电，第一继电器的线圈Kl得电，其常开触点Kll闭合，PC控制器控制主回路合闸，同时，同步电机的定子回路开关DL合闸，同步电机M开始异步启动，此时转子的感应电势较高，灭磁电路4开始灭磁工作，同步电机转子上的感应电势逐步降低，取样电路3采集同步电机转子回路5的瞬时感应电势，并输送给全数字直流控制器M210进行分析计算，当取样电路3检测到转子上的感应电势达到亚同步状态时，全数字直流控制器M210输出信号给PC控制器，PC控制器的第九双向输入端109输出信号，第四继电器的线圈K4得电，其常开触点K41闭合，控制器通过全数字直流控制器M210控制励磁装置顺极性投入运行，使电机尽快进入同步运行状态。
[0023]全数字直流控制器M210的分析计算利用了阀函数f(x，y)的运算，在阀函数f (x，y)中，将取样电路3采集到的转子上的感应电势作为自变量X，由于取样电路3已经滤掉了负电压，故自变量X始终大于0，将目标值阀值作为因变量y，因变量y的取值为:
[0024]当0〈χ〈Χ 时，y = O ;
[0025]当X 彡 X 时，y = Y
[0026]其中，X为用户设定的自变量的某一定值，Y为与X对应的因变量的值。
[0027]利用阀函数，全数字直流控制器M210可以将取样电路3采集到的交变波形变为脉冲方波，脉冲方波的频率即为转子感应电势的频率，当全数字直流控制器M210检测到脉冲方波的频率为3-5Hz时，同步电机M进入亚同步状态，此时的全数字直流控制器M210通过PC控制器控制励磁装置在脉冲方波的正波沿时准确地顺极性投入，此时刻为同步电机M的亚同步正极性状态，可以使同步电机M顺利地由亚同步状态进入同步状态。
[0028]取样电路3中，控制R2/ (WR3)的比值，可以使取样值的交变幅值在1V到180V之间，其中，1V为全数字直流控制器M210的模拟信号输入电压定值，180V为全数字直流控制器M210第四模拟信号输入端9和第五模拟信号输入端10的最大值。取样电路3的输出值输入到全数字直流控制器M210中，全数字直流控制器M210中的阀函数集对输出值进行控制，阀函数集控制后的输出非O即Y，阀函数集控制后通过全数字直流控制器M210的数字信号输出端输出理想的脉冲方波给PC控制器。此脉冲方波既可以作为开关量信号，经由全数字直流控制器M210的输出端口，输送至外部中继或PC控制器，也可以在全数字直流控制器M210内部继续处理使用，此外，此脉冲信号也可以作为一种新产生的控制信号，用来做计数脉冲，或分析波幅、波宽等。
[0029]同步电机转子回路5的一端连接全数字直流控制器M210的第一模拟信号输出端Al (+)，另一端连接全数字直流控制器M210的第二模拟信号输出端Al (-)，在同步电机转子回路5上还设置有直流分流器FL，在直流分流器FL的两端还设置有电流表A，用来测量励磁回路的电流信号，全数字直流控制器M210对励磁回路的电流信号进行分析计算，判断同步电机M是否失步，若同步电机M发生失步，PC控制器首先控制同步电机M切断励磁，然后本装置等待并配合定子回路的高压柜，同步电机M开始自整步，若自整步失败，则报警装置启动，开始报警。此外，当取样电路3、灭磁电路4或同步电机转子回路5的电流超过额定值时，通过全数字直流控制器M210和PC控制器控制报警装置进行报警，提醒工作人员对设备进行检修。
[0030]在电源电路I上还设置有电涌保护器SPD，电涌保护器sro可在灭磁电路4出现意外故障时，避免同步电机转子异步感应电势和瞬间电涌对灭磁电路4可控硅元件的损坏。
[0031]全数字直流控制器M210内部具有参数自整定功能，可以自动检测、自动计算、自动优化全数字直流控制器M210内部PID控制的参数，使全数字直流控制器M210的闭环电流振幅减小，同时使同步电机的响应时间缩短，电流响应时间达到最佳，跟踪励磁装置输出电压的响应过程又快又稳，达到较为理想的电流最佳寻优控制。
[0032]此外，本装置还可进行频率监测、欠压强励、失励开路等一般同步电机励磁装置所具有的保护功能，可根据实际情况添加上述保护电路。
【主权项】
1.一种基于全数字直流控制器的同步电机励磁控制装置，其特征在于:包括电源电路、控制回路、全数字直流控制器、取样电路、灭磁电路和PC控制器，所述电源电路的输出端连接全数字直流控制器的电源输入端，控制回路连接电源，全数字直流控制器的输出端分别连接取样电路和灭磁电路，控制器的输出端连接全数字直流控制器的数字信号输入端; 所述控制回路用来控制主电路的合闸与分闸及电机回路的合闸与分闸，所述取样电路用来采集同步电机转子回路的瞬时感应电势，并反馈至全数字直流控制器，灭磁电路用来消耗掉同步电机启动过程中的异步感应电势，所述PC控制器用来给控制回路和全数字直流控制器发出控制信号，所述全数字直流控制器用来对取样电路采集到的同步电机转子回路的顺势感应电势进行分析阀函数集计算，并在同步电机达到亚同步状态时，控制励磁装置顺极性准角度地投入运行。2.如权利要求1所述的一种基于全数字直流控制器的同步电机励磁控制装置，其特征在于:所述全数字直流控制器可以将取样电路采集到的交变波形变为脉冲方波，脉冲方波的频率即为转子感应电势的频率，当全数字直流控制器检测到脉冲方波的频率为3-5Hz时，全数字直流控制器通过PC控制器控制励磁装置在脉冲方波的正波沿时准确地顺极性投入使同步电机顺利地由亚同步状态进入同步状态。3.如权利要求1所述的一种基于全数字直流控制器的同步电机励磁控制装置，其特征在于:所述电源电路包括三相变压器，三相变压器的原边通过交流接触器和第一自动开关连接电源，三相变压器的副边通过熔断器连接全数字直流控制器的三相电源输入端，三相变压器的原边A相和C相还分别连接全数字直流控制器的工作电源输入端。4.如权利要求1或3所述的一种基于全数字直流控制器的同步电机励磁控制装置，其特征在于:所述全数字直流控制器的第一数字信号输入端和第二数字信号输入端及第三数字信号输入端一起通过第四继电器的常开触点连接PC控制器的输入端，全数字直流控制器的第一模拟信号输出端与第二模拟信号输出端之间连接取样电路、灭磁电路，取样电路和灭磁电路并联，在灭磁电路两端还并联有同步电机转子回路，在同步电机转子回路上设置有直流分流器，在直流分流器的两端还设置有电流表，全数字直流控制器的第一模拟信号输入端、第二模拟信号输入端、第三模拟信号输入端和公共接地端分别输入给定的励磁电压控制信号，全数字直流控制器的公共接地端还连接控制器的输入端。5.如权利要求1或4所述的一种基于全数字直流控制器的同步电机励磁控制装置，其特征在于:所述控制回路包括主回路合闸电路、电机合闸电路和报警电路，所述主回路合闸电路的两端分别通过第二自动开关连接电源A相和零线，主回路合闸电路的一端通过第一继电器的常开触点连接全数字直流控制器的第一开关量输出端，主回路合闸电路的另一端通过第一指示灯连接全数字直流控制器的第二开关量输出端，第一指示灯的两端还并联有交流接触器的线圈，所述电机合闸电路的两端分别通过第二自动开关连接电源A相和零线，电机合闸电路上依次连接有同步电机定子回路开关和第二指示灯，第二指示灯的两端还并联有第五继电器的线圈，所述报警电路的两端分别通过第二自动开关连接电源A相和零线，报警电路上依次连接有第二继电器的常开触点和电笛。6.如权利要求1或5所述的一种基于全数字直流控制器的同步电机励磁控制装置，其特征在于:所述PC控制器的第一双向输入端主回路合闸开关连接第一公共端，PC控制器的第二双向输入端通过主回路分闸开关连接第一公共端，PC控制器的第三双向输入端通过第五继电器的常开触点连接第一公共端，第五继电器的线圈设置在控制回路的电机合闸电路上，PC控制器的第四双向输入端通过交流接触器的常开触点连接第一公共端，PC控制器的第五双向输入端通过直流分流器连接第一公共端，PC控制器的第六双向输入端连接第一公共端，第一公共端连接全数字直流控制器的公共地端，第一公共端还通过第四继电器的常开触点连接全数字直流控制器的第一数字信号输入端，PC控制器的第七双向输入端依次通过第三自动开关和第一继电器的线圈连接第二公共端，第一继电器的常开触点设置在控制回路的主回路合闸电路上，PC控制器的第八双向输入端通过第三继电器的线圈连接第二公共端，第三继电器的常闭触点设置在灭磁电路上，PC控制器的第九双向输入端通过第四继电器的线圈连接第二公共端，PC控制器的第十双向输入端通过第二继电器的线圈连接第二公共端，第二继电器的常开触点设置在控制回路的报警电路上，PC控制器的第十一双向输出端通过第三指示灯连接第二公共端，第二公共端连接控制器的第十二双向输出端。7.如权利要求1或6所述的一种基于全数字直流控制器的同步电机励磁控制装置，其特征在于:所述取样电路包括由第一电阻、第二电阻和第三电阻组成的串联电路，串联电路的一端连接全数字直流控制器的第一模拟信号输出端，另一端连接全数字直流控制器的第二模拟信号输出端，全数字直流控制器的第四模拟信号输入端连接第二电阻和第三电阻之间，全数字直流控制器的第五模拟信号输入端通过第一二极管连接第一电阻和第二电阻之间。8.如权利要求1或7所述的一种基于全数字直流控制器的同步电机励磁控制装置，其特征在于:所述电源电路上还设置有电涌保护器。
【专利摘要】本发明提供一种基于全数字直流控制器的同步电机励磁控制装置，包括电源电路、控制回路、全数字直流控制器、取样电路、灭磁电路和PC控制器，电源电路的输出端连接全数字直流控制器的电源输入端，控制回路连接电源，全数字直流控制器的输出端分别连接取样电路和灭磁电路，控制器的输出端连接全数字直流控制器的数字信号输入端。本发明通过全数字直流控制器来控制同步电机励磁装置的投入，结合相应的阀函数运算，能够准确地判断同步电机的运行状态，准角度地投入励磁装置，使电机准确进入同步状态，避免电机产生损坏，控制过程迅速、准确。
【IPC分类】H02P6/00
【公开号】CN104917426
【申请号】CN201510339976
【发明人】张维舟, 尹青亚
【申请人】河南建筑材料研究设计院有限责任公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月18日