圖1為自并勵勵磁系統(tǒng)的原理接線圖。發(fā)電機勵磁功率取自發(fā)電機端，經(jīng)過勵磁變壓器LB降壓，可控硅整流器KZL整流后給發(fā)電機勵磁。自動勵磁調(diào)節(jié)器根據(jù)裝在發(fā)電機出口的電壓互感器TV和電流互感器TA采集的電壓、電流信號以及其它輸入信號，按事先確定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制觸發(fā)三相全控整流橋可控硅的移相脈沖，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流，使得在單機運行時實現(xiàn)自動穩(wěn)壓，在并網(wǎng)時實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)無功功率，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

發(fā)電機的線電壓UAC和相電流IB分別經(jīng)電壓互感器和電流互感器變送后，經(jīng)鑒相電路產(chǎn)生電壓周期的方波脈沖和電壓電流相位差的方波脈沖信號送PIC16F877微控制器，用PIC的計數(shù)器測量這兩脈沖的寬度，便可得到相位差計數(shù)值，即電網(wǎng)的功率因素角。然后通過查表得出相應(yīng)的功率因素，進一步求出有功功率和無功功率。

控制單元選用一片PIC16F877單片機，因PIC16F877單片機內(nèi)部有A/D轉(zhuǎn)換功能，從而不用外部A/D模塊，這樣減少了外部器件，降低了成本，增強了抗干擾能力。PIC單片機根據(jù)從輸入通道采集的發(fā)電機運行狀態(tài)變量的實時數(shù)據(jù)，進行控制計算和邏輯判斷，求得控制量。在可控硅整流電路中，要求控制電路按照交流電源的相位向可控硅控制極輸出一系列的脈沖，才能實現(xiàn)可控硅順利導(dǎo)通和自然換相。同步和數(shù)字觸發(fā)控制電路的作用就是將計算機CPU計算出來的、用數(shù)字量表示的可控硅控制角轉(zhuǎn)換為觸發(fā)脈沖。由功率放大電路將觸發(fā)脈沖放大后去觸發(fā)可控硅，從而控制勵磁電流。

圖1.勵磁系統(tǒng)

對于他勵電動機，勵磁電壓是加在定子上的電壓，電樞電壓是加在轉(zhuǎn)子上的電壓，電機出廠后，釘子與轉(zhuǎn)子的電阻是一定的，在啟動電機時，勵磁電流先給定一固定值，隨著轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩的增加電樞電流逐漸的增加以滿足負(fù)載的要求。在合適的勵磁的作用下，會有滿足要求的電樞電流使電機正常運轉(zhuǎn) [1]。

CPU控制

CPU控制模塊是勵磁調(diào)節(jié)器的控制核心，采用美國Microchip公司生產(chǎn)的PIC16F877單片機。PIC16F877具有獨特的RISC(精簡指令集) 結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)總線和指令總線分離的哈佛總線結(jié)構(gòu)，使指令只有單字長的特性，且允許指令碼的位數(shù)可多于8 位的數(shù)據(jù)位數(shù)，這與傳統(tǒng)的采用CISC 結(jié)構(gòu)的8 位單片機相比，可以達(dá)到2∶1 的代碼壓縮，速度提高4 倍。PIC16F877內(nèi)部帶有8路10位A/ D 轉(zhuǎn)換器，8KХ14位FLASH程序存儲器，368Х8位RAM，256Х8位的EEPROM，14個中斷源和3個定時/ 計數(shù)器，片內(nèi)集成多達(dá)15個外圍設(shè)備模塊。此外，還有低功耗睡眠模式和片內(nèi)看門狗電路，易于實現(xiàn)低功耗設(shè)計和抗干擾設(shè)計。

勵磁電流數(shù)據(jù)采集

PIC單片機勵磁調(diào)節(jié)器采集反映發(fā)電機運行工況的4個模擬信號，即發(fā)電機機端電壓UAC和定子電流IB，勵磁電壓UL和勵磁電流IL。這4個模擬信號經(jīng)過整形濾波后，分別送入對應(yīng)的4片采樣保持器LF398，采樣保持器在PIC16F877微控制器RE1腳產(chǎn)生的同步控制信號下，完成4路信號同步采樣，將此4路被測信號分別接入RA0、RA1、RA2、RA3 4個10位A/D端口引腳。模擬輸入的模擬參考電壓可以在寄存器中設(shè)定。PIC16F877的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果儲存在兩個8位的寄存器ADRESH和ADRESL中。由于PIC的A/D模塊是電壓輸入的，所以在回路輸入中，電壓信號可以直接輸入，而電流信號要在輸入處接一適當(dāng)電阻，將其轉(zhuǎn)換成電壓后再輸入。當(dāng)A/D模塊的輸入中有輸入電壓超過它的最高輸入電壓5V時，就可能損壞器件。因此，在A/D輸入端接上對地5V的穩(wěn)壓管，這樣，當(dāng)有高于最高允許電壓的輸入電壓出現(xiàn)時，利用穩(wěn)壓管可以把它穩(wěn)定在正常的范圍之內(nèi)。

開、停機，起、停勵，手、自動，增、減功率等開關(guān)量通過光電隔離后與PIC16F877的端口B相連。

勵磁電流顯示

為了節(jié)約引腳，利用PIC16F877單片機強大的I/O擴展功能，采用MSSP模塊的SPI方式和移位寄存器芯片74HC595實現(xiàn)數(shù)碼管的靜態(tài)顯示。

勵磁電流通信

絕大多數(shù)勵磁系統(tǒng)與上位機的通信采用RS-485。RS-485是一種半雙工的通信協(xié)議，只能構(gòu)成主從式結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)，通信聯(lián)絡(luò)方式為命令型。這種機制使得在構(gòu)建大型復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場的實時測控網(wǎng)絡(luò)時存在不足。CAN總線具有點對點、一點對多點、全局廣播傳送數(shù)據(jù)等功能，以及可靠性高、抗電磁干擾能力強、傳輸速率快、通信距離較遠(yuǎn)、易于使用和維護、便于網(wǎng)絡(luò)擴張等優(yōu)點，并考慮到勵磁系統(tǒng)是在強電磁干擾環(huán)境中使用，所以本系統(tǒng)使用CAN總線通信。PIC16F877芯片沒有集成CAN功能模塊，但可以通過其SPI方式和CAN控制器MCP2510芯片與帶智能適配卡的PC機實現(xiàn)CAN通信 [2]。

相關(guān)知識

電磁輻射
電磁環(huán)境保護
電磁輻射和電磁輻射污染的區(qū)別？
電磁污染
電磁輻射污染
電磁輻射污染防治
電磁輻射污染.pdf
[電磁輻射]電磁輻射對健康有危害嗎？
電磁輻射污染和其防治
電磁輻射污染及其防治

網(wǎng)址: 高頻勵磁電流 http://www.u1s5d6.cn/newsview336266.html