一种励磁系统控制角测量装置的制作方法

本实用新型涉及一种发电机励磁系统控制角测量装置，主要用于电厂的发电机励磁系统控制角的测量、录波及试验。

背景技术：

发电机励磁系统开环小电流测试试验作为电厂发电机励磁系统检修后的常规试验项目，用于测试和判断励磁系统是否正常，通过测量直流输出的波形，直接判断励磁系统是否存在故障。

目前在电厂励磁系统开环小电流测试试验方法主要有两种，一种采用三相电源和示波器方法测试的，一种将三相电源和示波器集成为励磁开环小电流试验仪进行测试。

上述测试方法存在的缺点是第一种使用极不方便，需要好几种仪器设备，而且需要很长的电缆，判断励磁系统的故障也不直观。第二种装置，可以直观的通过图形判断励磁系统的故障，但其缺少控制脉冲的测量选项，不能连续观察控制脉冲的波形，另外，由于在测量上缺少三相输出和控制角的测量同步电路，励磁系统控制角计算不准确。输出波形不能连续观察。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种励磁系统控制角测量装置，可有效解决连续观察励磁整流波形的变化，提高励磁系统控制角的计算精度，同时增加控制脉冲的测量、显示及存储项的问题。

本实用新型解决的技术方案是，一种励磁系统控制角测量装置，包括壳体和装在壳体内的控制电路，壳体上分别设置有电压采集端口、脉冲采集端口和信号输出端口，控制电路包括电压采集模块、脉冲采集模块、连续录波模块、同步电路和控制器，电压采集模块的输入端与电压采集端口相连，输出端经第一A/D转换模块与同步电路的输入端相连，脉冲采集模块的输入端与脉冲采集端口相连，输出端经第二A/D转换模块与同步电路的输入端相连，同步电路的输出端与控制器的输入端相连，控制器的输出端与连续录波模块的输入端相连，连续录波模块的输出端与信号输出端口相连。

所述的同步电路包括变压器PT、比较器U1、光电耦合器U2，变压器PT的2个输入端分别与第一A/D转换模块和第二A/D转换模块的输出端相连，变压器PT的一个输出端分别接电阻R1的一端和电容C1的一端，电容C1的另一端分别接电阻R1的另一端、电阻R2的一端、电容C2的一端、二极管D1的正极、二极管D2的负极和比较器U1的反向输入端，电阻R2的另一端分别与变压器PT的另一个输出端、电容C2的另一端、二极管D1的负极、二极管D2的正极和电阻R3的一端相连，共端接地，电阻R3的另一端分别接电阻R4的一端和比较器U1的同向输入端，电阻R4的另一端分别接与非门的2个输入端、比较器U1的输出端和电阻R5的一端，电阻R5的另一端与比较器U1的正极电源端相连，电阻R5与比较器的共端和比较器U1的负极电源端作为2个脉冲输出端与控制器的输入端相连，与非门的输出端与光电耦合器U2的输入端相连，光电耦合器U2的两个输出端作为2个电压输出端与控制器的输入端相连，构成电压信号和脉冲信号的同步结构。

本实用新型结构新颖独特，简单合理，易生产，成本低，在进行励磁系统的开环小电流实验测试时，提高了测试精度和励磁控制脉冲的测试波形的分辨率，大大增加了励磁系统控制角的计算精度，而且由于直接保存输出波形的图片文件，使用简易、方便，大大提高了励磁系统开环小电流实验的效率，降低了实验测试的难度，使用方便，效果好，有良好额社会和经济效益。

附图说明

图1为本实用新型壳体结构示意图。

图2为本实用新型控制电路的连接框式图。

图3为本实用新型同步电路的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1-3给出，本实用新型包括壳体和装在壳体内的控制电路，壳体1上分别设置有电压采集端口2、脉冲采集端口3和信号输出端口4，控制电路包括电压采集模块、脉冲采集模块、连续录波模块、同步电路和控制器，电压采集模块的输入端与电压采集端口2相连，输出端经第一A/D转换模块与同步电路的输入端相连，脉冲采集模块的输入端与脉冲采集端口3相连，输出端经第二A/D转换模块与同步电路的输入端相连，同步电路的输出端与控制器的输入端相连，控制器的输出端与连续录波模块的输入端相连，连续录波模块的输出端与信号输出端口4相连。

为保证使用效果，所述的同步电路包括变压器PT、比较器U1、光电耦合器U2，变压器PT的2个输入端分别与第一A/D转换模块和第二A/D转换模块的输出端相连，变压器PT的一个输出端分别接电阻R1的一端和电容C1的一端，电容C1的另一端分别接电阻R1的另一端、电阻R2的一端、电容C2的一端、二极管D1的正极、二极管D2的负极和比较器U1的反向输入端（3脚），电阻R2的另一端分别与变压器PT的另一个输出端、电容C2的另一端、二极管D1的负极、二极管D2的正极和电阻R3的一端相连，共端接地，电阻R3的另一端分别接电阻R4的一端和比较器U1的同向输入端（2脚），电阻R4的另一端分别接与非门的2个输入端、比较器U1的输出端（1脚）和电阻R5的一端，电阻R5的另一端与比较器U1的正极电源端（4脚）相连，电阻R5与比较器的共端和比较器U1的负极电源端（5脚）作为2个脉冲输出端与控制器的输入端相连，与非门的输出端与光电耦合器U2的输入端相连，光电耦合器U2的两个输出端作为2个电压输出端与控制器的输入端相连，构成电压信号和脉冲信号的同步结构，主要用于采集的交、直流电压信号与脉冲信号的对齐及同步。

所述的信号输出端口4与计算机相连，构成电压信号和脉冲信号的显示、储存结构。

所述的电压采集端口2与励磁整流桥的交、直流电压输出端相连，脉冲采集端口3与励磁整流桥的脉冲输出端相连，构成电压信号和脉冲信号的信号采集结构。

所述的控制器与装在壳体内的无线通信模块相连，构成远程传输结构。

所述的壳体为方形或圆形。

所述的电压采集模块为市售产品（现有技术），如绵阳市维博电子有限责任公司生产和销售的交直流参数采集模块等，其主要用于采集测量励磁整流桥交流输入信号、励磁整流桥直流输出信号，并可与同步电路的输出脉冲结合，用于后续计算控制角，同时作为连续录波和显示波形的基础数据。

所述的脉冲采集模块为市售产品（现有技术），如深圳市中联创新自控系统有限公司生产和销售的MD44-3系列脉冲采集控制模块，能够实现各种数字量、模拟量的组合扩展采集，可以高速采集励磁系统控制脉冲的波形参数。

所述的连续录波模块为市售产品（现有技术），如沈阳康创机电有限公司生产和销售的AP11系列示波采样模块，将采集到的励磁系统的交直流波形和脉冲电路的输出脉冲波形输出显示到计算器的显示器上。

所述的控制器为市售产品（现有技术），如型号为TMS320F2812的DSP芯片，可以较大容量存储电压采集模块和脉冲采集模块采集的数据，同时计算电压的幅值、平均值和控制角，并及时传送至计算机，并在计算机显示器上显示。

所述的第一A/D转换模块和第二A/D转换模块为市售产品（现有技术），如型号为AD606的A/D转换模块；

所述的无线通信模块为wifi、红外等市售的常规无线连接模块，可以与终端通过无线信号连接，进行数据传输和显示，终端为手机、ipad、笔记本电脑等。

本实用新型使用时，将电压采集端口2与励磁整流桥的交、直流电压输出端相连，脉冲采集端口3与励磁整流桥的脉冲输出端相连，信号输出端口4与计算机相连，电压采集模块采集励磁整流桥输出端的交、直流电压参数和整流后的励磁输出信号，脉冲采集模块同时采集励磁整流桥的输出脉冲，以上数据通过A/D转换模块后，将模拟信号转换成数字信号输入同步电路，同步电路将采集的交、直流电压信号与脉冲信号进行对齐及同步，再将同步后的数据输入控制器，控制器可以较大容量存储数据，同时计算电压的幅值、平均值和控制角，并输出到连续录波模块，最终将采集到的数据以FIFO(先入先出)的方式传送至计算机的硬盘中，计算机可以显示励磁系统的交直流波形和脉冲电路的输出脉冲波形，并可通过USB接口存入外插U盘，并在计算机上导出测试报告，或通过无线信号的方式进行数据传输，与现有技术相比，本实用新型结构新颖独特，简单合理，易生产，成本低，在进行励磁系统的开环小电流实验测试时，提高了测试精度和励磁控制脉冲的测试波形的分辨率，大大增加了励磁系统控制角的计算精度，而且由于直接保存输出波形的图片文件，使用简易、方便，大大提高了励磁系统开环小电流实验的效率，降低了实验测试的难度，使用方便，结构精巧灵活，可快速连接安装，使用方便，效果好，有良好的社会和经济效益。