0]本发明的PIC励磁控制器人机对话单元(F)包括4位数码显示器显示频率、控制角、机端电压、励磁电流、COSci)的实时值与给定值，3个运行控制方式指示灯显示恒电压、恒COSΦ、恒励磁电流的运行控制方式，4个运行参数指示灯显示频率、恒电压、控制角、给定电压值的运行参数，5个按键，分别为增励、减励、启励/灭磁、控制方式切换、招显。
[0021]测相电路(B)根据测量精度要求，可选用单相电阻电流电路与数字电路组成的单相式测相电路，也可选用两相电阻电流模拟电路与数字电路组成的两相式测相电路，所述的电阻电流电路是由电流变送器、电压变送器及补偿电阻组成的，所述的补偿电阻并接在所述电流变送器次端，该补偿电阻的一端同时串接于所述电压变送器次端。单相式测相电路由一个电流变送器，一个电压变送器及一个补偿电阻组成，两相式测相电路由两个电流变送器，两个电压变送器及两个补偿电阻组成，该两补偿电阻分别并接在所述两电流变送器次端，该两补偿电阻的一端还分别串连于所述两电压变送器次端，
所述的测相位单元(B)是采用一种电阻电流电路的输入电压相量与输出电压相量比较，通过数字电路与余弦函数计算，求得机端电压电流相位Φ、无功电流Iqc与功率因数COSΦ值，所述的并联补偿电阻前(即电压互感器二次侧)电压Uab与电阻后(即测相电路输出端)电压ITab的相量差，它正比于无功电流Iqc，因此根据相量关系，通过余弦函数计算，求无功电流Iqc与功率因数COS Φ值；
PIC励磁控制器采样单元(A)、运算控制单元(C)、同步与触发单元(D)、功率单元(E)、电源单元(G)集成为一主模块，插入3U机箱，机箱外壳一方面作散热用，另方面作为接地用。人机对话单元(F)嵌入面板上。
[0022]PIC励磁控制器有单机系统和双机系统，双机系统可工作于单机模式，也可工作于双机模式，当单机时，则自动工作于所述的单机模式，当两台机并列运行时，则工作于所述的双机模式。双机分为A机与B机，设定A机为主控机，B机作为热备用机，兼对A机进行监控，当诊断到A机出故障，或用按键手动进行双机切换时，切换至B机；PIC励磁控制器具有RS232接口可联接触模屏，同时通过RS485可联接上位机。
[0023]单相电阻电流测相电路的输出电压ITab及无功电流Iqc跟并联补偿电阻R。与电流、电压互感器配置及接线方式有关。
[0024]图2是单相式电阻电流测相位单元电路图，图中测相电路的输入电压与发电机端电压同相(即PT为Y/Y-12接线)，采用AB线电压，C相电流，并联补偿电阻接在B相，电压引自电压互感器YH 二次侧。
[0025]!Ja=lJa+icRc............(I)
IJb=IJb, IJc=IJc
当cos Φ =1时，Φ =0纯电阻性负载，U’ab=Uab (Aaibici * Aabc)；
当cos Φ =0时，Φ =90° 纯感性负载，U’ab- Uab =IcRc(Aaibici>Aabc)；
当CKcos Φ〈I时，Za,ab=90° + Φ c，
Uab为互感器二次测电压一般为100。
[0026]δ的整定:模拟式是通过改变Re改变δ，数字式可通过改变U’ab改变δ;
将电流互感器两侧对调，Re中电流反向，则为负测相位电路，在纯感性负载时，Ambici<Aabc
Uab为互感器二次测电压一般为100伏D
[0027]测相位电路输出电压Clab主要与无功电流分量有关，与有功电流分量关系不大。在(KCOSci)〈I时，不是输入电压与补偿电阻Re电阻前后压降算术相减，而是相量相减，因此应通过相量运算，这里采用佘弦函数运算。测相电路输出Cab与输入Uab之差，不是直接数值相减，测相电路输出ITab与输入电压Uab相量差，正比于无功电流Iqc =Ic，小型发电机励磁控制器也可以采用为两相式电阻电流测相电路。两相式电阻电流测相电路包括两个电流互感器LH，两个电压互感器YH及两个并联补偿电阻RcJ且成，两相式测相电路比单相测相电路测量准确度较高，但一次电路较复什。
[0028]图5是PIC励磁控制器的人机对话单元(F)，包括:
4位数码显示器，6个运行状态指示灯，6个运行状态指示灯，3个运行控制方式指示灯，4个运行参数指示灯，5个按键。
[0029]4位数码显示器显示频率、控制角、电压、励流、COS?的实时值与给定值；
6个运行状态指示灯显示运行、并网、低频、灭磁、欠励、过励的运行状态；
3个运行控制方式指示灯显示恒电压、恒COS?、恒励流的运行控制方式；
4个运行参数指示灯显示频率、恒电压、控制角、给定电压值的运行参数；
5个按键，分别为增励、减励、启励/灭磁、方式切换、招显。
[0030]人机对话单元(F)装在面板上。
[0031]以上是本发明的的具体实施例，凡依上述构思所作的相类似改变，理应属本发明的的范围。
【主权项】
1.基于PIC单片机的小型同步发电机励磁控制器，其特征在于:所述的基于PIC的小型同步发电机励磁控制器，设置采样单元(A)、测相单元(B)、运算控制单元(C)、同步与触发单元(D)、功率单元(E)、人机对话单元(F)、电源单元(G)，采用PIC18C4521/P单片机为主芯片； 采样单元(A) —端接至Al—模拟量输入，Al模入分别接至发电机c相电流(Ic)、发电机端线电压(Uab)、系统电压(Ux)、系统频率(Fx)、系统电压与发电机电压的相位差(δ)、励磁电压(UL)、励磁电流(IL)，另一端接至D 1-开关量输入，D I分别接至断路器位置信号DL、控制命令L，还有一端接至MI数字量输入，MI接至给定值GD; 测相单元(B)—端与电阻电流电路的输入电压Uab、输出电压ITab联接，另一端与运算控制单元(C)联接； 运算控制单元(C) 一端联接至采样单元(A)，另一端联接至同步与触发单元(D)，还有一端联接至故障报警信号输出至报警器BZ，PIC励磁控制器并具有常规励磁控制器通信功能，它可通过485通信口接至上位机进行远方监控、通过232通信口接至触摸屏； 功率单元(E)对可控硅励磁系统采用三相半控桥式全波整流或三相全控桥式全波整流，对无刷励磁系统采用单相半波可控整流或单相全波可控整流，功率单元(E) —端联接至同步与触发单元(D)，另一端联接至励磁线圈LQ; 人机对话单元(F)包括4位数码显示器显示频率、控制角、机端电压、励磁电流、COSci)的实时值与给定值，3个运行控制方式指示灯显示恒电压、恒COSO、恒励磁电流的运行控制方式，4个运行参数指示灯显示频率、恒电压、控制角、给定电压值的运行参数，5个按键，分别为增励、减励、启励/灭磁、控制方式切换、招显。2.根据权利要求1所述的基于PIC单片机的小型同步发电机励磁控制器，其特征在于:所述的测相电路(B)根据测量精度要求，可选用单相电阻电流电路与数字电路组成的单相式测相电路，也可选用两相电阻电流模拟电路与数字电路组成的两相式测相电路，所述的电阻电流电路是由电流变送器、电压变送器及补偿电阻组成的，所述的补偿电阻并接在所述电流变送器次端，该补偿电阻的一端同时串接于所述电压变送器次端； 单相式测相电路由一个电流变送器，一个电压变送器及一个补偿电阻组成，两相式测相电路由两个电流变送器，两个电压变送器及两个补偿电阻组成，该两补偿电阻分别并接在所述两电流变送器次端，该两补偿电阻的一端还分别串连于所述两电压变送器次端。3.根据权利要求1所述的基于PIC单片机的小型同步发电机励磁控制器，其特征在于:所述的测相位单元(B)是采用一种电阻电流电路的输入电压相量与输出电压相量比较，通过数字电路与余弦函数计算，求得发电机机端电压电流相位Φ、无功电流Iqc与功率因数COSO值，所述的并联补偿电阻前(即电压互感器二次侧)电压Uab与电阻后(即测相电路输出端)电压ITab的相量差，它正比于无功电流Iqc，因此根据相量关系，通过余弦函数计算，求无功电流Iqc与功率因数COS Φ值。4.根据权利要求1所述的基于PIC单片机的小型同步发电机励磁控制器，其特征在于:所述的采样单元(A)、运算控制单元(C)、同步与触发单元(D)、功率单元(E)、电源单元(G)集成为一主模块，插入3U机箱，机箱外壳一方面作散热用，另方面作为接地用，人机对话单元(F)嵌入面板上。5.根据权利要求1所述的基于PIC单片机的小型同步发电机励磁控制器，其特征在于:所述的励磁控制器有单机系统和双机系统，双机系统可工作于单机模式，也可工作于双机模式，当单机系统时，则自动工作于所述的单机模式，当双机并列运行时，则工作于所述的双机模式;双机分为A机与B机，设定A机为主控机，B机作为热备用机，兼对A机进行监控，当诊断到A机出故障，则自动或用按键手动进行双机切换，切换至B机运行；PIC励磁控制器具有RS232接口可联接触模屏，同时通过RS485可联接上位机进行远方监控。
【专利摘要】本发明公开了一种基于PIC单片机的小型同步发电机励磁控制器;包括采样单元(A)、测相单元(B)、运算控制单元(C)、同步与触发单元(D)、功率单元(E)、人机对话单元(F) 、电源单元(G)，PIC励磁控制器是采用一种电阻电流电路的输入电压相量与输出电压相量比较,通过数字电路与函数计算实现的相位测量，采用PIC18C4521/P单片机为主芯片,PIC励磁控制器所有单元集成为一主模块，插入3U机箱，具有简单、可靠、实用的优点,适用于小型同步发电机励磁控制器。
【IPC分类】H02P103/20, H02P9/30
【公开号】CN105720873
【申请号】CN201610159745
【发明人】戴树梅, 戴超波
【申请人】戴树梅
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年3月21日