发电机PLC型励磁装置的制作方法

本发明涉及一种变压器档位控制调节装置，尤其涉及一种励磁装置，尤其涉及一种发电机plc型励磁装置。

背景技术：

随着电力系统的发展，对发电机励磁系统提出了更高的要求，目前国内的主流产品是基于单片机或dsp的微机型励磁控制装置。由于微机励磁调节器由不同的生产厂家及科研单位自行设计，造成系统模式、硬件体系、软件结构、通讯方式各不相同，因此，在功能扩展、联网能力、产品的互换性和维护性方面较差，而且产品的工艺质量和完善性无法保障、各厂家微机立此装置可靠性差异较大。励磁调节器需要处理大量的模拟量，这将影响其响应速度，如何通过巧妙的系统设计、配置专门的特殊接口电路，提高励磁装置的响应速度、满足发电机励磁装置的需要成为亟待解决的关键问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是借助可编程控制器(plc)具有先进的生产工艺流程和严格质量保障体系特点，提供一种抗干扰能力强、可靠性高，控制性能良好的发电机励磁装置。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

发电机plc型励磁装置，其特征在于：包括电压量调理电路、电流量调理电路和测频测相模块，所述电压量调理电路、测频测相模块连接有发电机的同步电压与系统电压信号，电流量调理电路、测频测相模块连接有定子电流励磁电流信号；

所述电压量调理电路、电流量调理电路和测频测相模块的输出端均连接有高压ad模块，所述高压ad模块连接有plc主机，所述plc主机经过da模块连接有移相触发模块，所述plc主机还连接有人机交互界面，所述plc主机设有控制接口，plc主机连接有开关量输入信号接口和开关量输出信号接口。

作为一种改进：

所述移相触发模块为一种波形合成式数字三相移相触发模块，所述一种波形合成式数字三相移相触发模块包括，一个波形整形电路、一个a/d转换电路、一个同步时序电路、一个波形合成电路、一个相序识别电路、一个异常保护电路。

作为一种改进：

所述波形整形电路采用一块数字门集成电路；所述a/d转换电路将外部输入的移相角控制电压转换成数字值送到波形合成电路作为各相移相控制信号；所述同步时序电路是由震荡电路、时序电路、同步电路组成，产生与输入信号同步的时序信号送到波形合成电路作为各相的移相控制信号；所述相序识别电路由d触发器和延时电路组成；所述异常保护电路包含三相输入信号异常保护、模块内部时序异常保护和外部输入保护指令，当保护发生时关闭移相触发脉冲。

作为一种改进：

所述高压ad模块为一种模数转换(a/d)电路，包括模拟电压输入端口、控制采样电路，其特征是在模拟电压输入端口和控制采样电路之间增加了由积分电路、施密特比较电路和基准源发生电路组成的闭环反馈回路，具体来说，模拟电压输入端口与积分电路相连，积分电路与施密特比较电路相连，施密特比较电路的输出端与控制采样电路相连，基准源发生电路连接模拟电压输入端口和施密特比较电路的输出端。所述高压ad模块将电压电流数字量送入所述plc主机，发电机状态信息经所述plc主机控制计算后将控制输出送人机交互界面，操作监控人员可以实时通过触摸屏掌握系统运行状态信息。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明由于发电机plc型励磁装置，包括电压量调理电路、电流量调理电路和测频测相模块，所述电压量调理电路输出端连接有移相触发模块，所述电压量调理电路、电流量调理电路和测频测相模块的输出端均连接有高压ad模块，所述高压ad模块连接有plc主机，所述plc主机连接有所述移相触发模块，所述plc主机连接有人机交互界面。开关量输入信号直接接入所述plc主机处理后输出，供后续控制及保护装置使用。所述plc主机可接一般控制接口通讯装置，提供控制信号通讯。来自发电机的同步电压与系统电压信号送入所述电压量调理电路、测频测相模块，来自发电机的定子电流信号送入所述电流量调理电路、测频测相模块。电压电流信号经调理和测频测相元件处理后，送入所述高压ad模块进行模数转换。所述高压ad模块将电压电流数字量送入所述plc主机，发电机状态信息经所述plc主机控制计算后将控制输出送人机交互界面，操作监控人员可以实时通过触摸屏掌握系统运行状态信息。plc控制器根据采集的发电机状态信息，经所述plc主机控制计算后，将控制输出送高速da模块。电压电流等控制量经所述da模块进行数模转换后，送入所述移相触发模块，产生相应的控制触发脉冲至闸阀管整流桥，解决余弦移相及自动修正问题，以达到调节整流输出的目的。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是本发明发电机plc型励磁装置的结构框图；

图2是本发明移相触发模块原理框图；

图3是本发明模数转换(a/d)的框图；

图4是本发明模数转换(a/d)的电路图。

具体实施方式

实施例：

如图1-4所示，发电机plc型励磁装置，包括电压量调理电路、电流量调理电路和测频测相模块，所述电压量调理电路、测频测相模块连接有发电机的同步电压与系统电压信号，电流量调理电路、测频测相模块连接有定子电流励磁电流信号；

所述电压量调理电路、电流量调理电路和测频测相模块的输出端均连接有高压ad模块，所述高压ad模块连接有plc主机，所述plc主机经过da模块连接有移相触发模块，所述plc主机还连接有人机交互界面，所述plc主机设有控制接口，plc主机连接有开关量输入信号接口和开关量输出信号接口。

所述移相触发模块为一种波形合成式数字三相移相触发模块，所述一种波形合成式数字三相移相触发模块包括，一个波形整形电路、一个a/d转换电路、一个同步时序电路、一个波形合成电路、一个相序识别电路、一个异常保护电路。

所述波形整形电路采用一块数字门集成电路；所述a/d转换电路将外部输入的移相角控制电压转换成数字值送到波形合成电路作为各相移相控制信号；所述同步时序电路是由震荡电路、时序电路、同步电路组成，产生与输入信号同步的时序信号送到波形合成电路作为各相的移相控制信号；所述相序识别电路由d触发器和延时电路组成；所述异常保护电路包含三相输入信号异常保护、模块内部时序异常保护和外部输入保护指令，当保护发生时关闭移相触发脉冲。

所述高压ad模块为一种模数转换(a/d)电路，包括模拟电压输入端口、控制采样电路，其特征是在模拟电压输入端口和控制采样电路之间增加了由积分电路、施密特比较电路和基准源发生电路组成的闭环反馈回路，具体来说，模拟电压输入端口与积分电路相连，积分电路与施密特比较电路相连，施密特比较电路的输出端与控制采样电路相连，基准源发生电路连接模拟电压输入端口和施密特比较电路的输出端。

触发脉冲的波形是通过读取波形合成电路4中的存储器内数据而得到，触发脉冲的形式由软件决定分为3种：单脉冲、双脉冲、长脉冲；脉冲的调制方式分为3种：无调制、软件调制、硬件调制。软件调制方式由软件控制，调制频率为25khz；硬件调制方式是这样实现的：从同步时序电路3内部取出一个频率为50khz(或更高)时钟信号送到波形合成电路4，控制波形合成电路内的输出驱动器，硬件调制方式优点是调制频率高，缺点是比软件调制方式复杂。双脉冲触发是目前常用触发方式，广泛用于三相半控全控桥可控硅整流触发和三相交流调压系统，但是当用于动态感性负载时移相角范围受到限制，有时不能正常工作。本发明提出一种全新的触发方式：脉冲长度动态修正方式，触发脉冲的长度随着移相角的改变而变化，动态补偿感性负载的电流滞后问题，这种触发方式全部由软件实现，经试验对动态感性负载更加适用。

外部控制电压为直流0～5v，送a/d转换电路2进行a/d转换后控制移相角的大小，当控制电压低于某一值时，软件关闭触发脉冲，这个只值由软件任意设定；当控制电压大于某一阀值时输出触发脉冲，移相角为180°或其他设定值，阀值和移相角均由软件设定；随着控制电压继续升高，移相角逐步减小，移相范围为-30°～210°。控制电压与移相角之间的对应关系通过软件修正后，使最终的输出结果为线性或指数型或梯形等任意所需形式。

将来自发电机的电压、电流等信号经调理后送入高速ad及采集励磁系统的状态信息，plc控制器根据采集的发电机状态信息，经控制计算后将控制输出送高速da模块，将控制输出转换为模拟量送至移相触发模块，产生相应的控制触发脉冲至闸阀管整流桥，以达到调节整流输出的目的。开关量输入信号直接接入plc主机处理后输出，供后续控制及保护装置使用。plc主机可接一般控制接口通讯装置，提供控制信号通讯。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。