專利名稱：同步電動機勵磁恒功角θ閉環(huán)自動調(diào)節(jié)方法及其調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同步電動機勵磁恒功角θ閉環(huán)自動調(diào)節(jié)方法及其調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
同步電動機勵磁自動調(diào)節(jié)方式大多采用以下幾種恒流調(diào)節(jié)、恒功率因數(shù)調(diào)節(jié)、恒無功功率調(diào)節(jié)以及隨定子電壓波動無級強勵調(diào)節(jié)等。上述調(diào)節(jié)方式在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用，對提高同步電動機運行的穩(wěn)定性，起到了一定的作用。但由于上述調(diào)節(jié)方式應(yīng)用原理的局限，所以具體到某一種調(diào)節(jié)方式來說，它只適用于某一種干擾(如拖動負載的突變)，而對于其它干擾(如定子電壓突降)卻無能為力，所以它們的調(diào)節(jié)作用是單一的，局部的。
目前最常用的調(diào)節(jié)方式是恒流調(diào)節(jié)作為內(nèi)環(huán)，功率因數(shù)調(diào)節(jié)作為外環(huán)的雙閉環(huán)調(diào)節(jié)方式。它的優(yōu)點是內(nèi)環(huán)可以提高勵磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)的快速性，在勵磁電壓其一次電壓波動時可以迅速調(diào)節(jié)勵磁。外環(huán)可充分保證在電機負載波動或電網(wǎng)電壓波動時功率因數(shù)恒定運行。應(yīng)該說這是一個比較優(yōu)秀的調(diào)節(jié)方式。但它有一個致命的弱點，就是當同步電動機定子電壓突降瞬間，由于功率因數(shù)的更加超前，在外環(huán)的作用下，勵磁電流將有一個減小的過程，這無疑是雪上加霜，對同步電動機的穩(wěn)定度將產(chǎn)生不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種對影響同步電動機穩(wěn)定運行的所有干擾因素都起作用的同步電動機勵磁恒功角θ閉環(huán)自動調(diào)節(jié)方法及其調(diào)節(jié)裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
一、一種同步電動機勵磁恒功角θ閉環(huán)自動調(diào)節(jié)方法(1)輸入步驟把同步電動機額定運行時的勵磁功角θ0按初始化方法輸入調(diào)節(jié)器中的單片機，以作為比較基準；(2)數(shù)據(jù)采集步驟由微處理器實時采集經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器變換后的由定子電壓傳感器和定子電流傳感器獲取的定子電壓U和定子電流I的數(shù)字信號(3)勵磁功角θ的計算步驟由微處理器用傅立葉算法或者按下述公式(G)算出勵磁功角θ； 式中，為定子電壓U與定子電流I的夾角，K＝U/I；(4)由調(diào)節(jié)器中的單片機按偏差Δθ＝θ-θ0改變調(diào)節(jié)器的輸出和執(zhí)行電路中的整流橋中可控硅的控制角α角，從而改變同步電動機轉(zhuǎn)子勵磁電流。
二、實現(xiàn)本發(fā)明方法的專用裝置本發(fā)明的自動調(diào)節(jié)裝置由定子電壓傳感器、定子電流傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行電路組成，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的兩個輸入端分別接定子電壓傳感器和定子電流傳感器的輸出端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端接微處理器的輸入端，微處理器的輸出端接調(diào)節(jié)器的輸入端，調(diào)節(jié)器的輸出端與執(zhí)行電路相連接，執(zhí)行電路的輸出端與同步電動機轉(zhuǎn)子勵磁繞組相連接。
本發(fā)明的有益效果如下(1)它克服了目前最常用的“雙閉環(huán)調(diào)節(jié)方式”存在的缺點，不論是拖動負載的突變，還是電網(wǎng)電壓的突變，其調(diào)節(jié)方向都是增加同步電動機穩(wěn)定度。
(2)它是一種對影響同步電動機穩(wěn)定運行的所有干擾因素都起作用的全方位的調(diào)節(jié)方式，從而實現(xiàn)全方位的提高同步電動機運行的穩(wěn)定性。


圖1為本發(fā)明的原理框圖。
圖2為勵磁功角θ的采集及計算的電路原理圖。
圖3為調(diào)節(jié)器的電路原理圖。
圖4為執(zhí)行電路的電路原理圖。
圖5為同步電動機(隱極機)等值電路圖。
圖6為方程式(1)的電勢向量圖。
具體實施例方式
一、同步電動機勵磁恒功角θ閉環(huán)自動調(diào)節(jié)方法(1)輸入步驟把同步電動機額定運行時的勵磁功角θ0按初始化方法輸入調(diào)節(jié)器中的單片機，以作為比較基準；(2)數(shù)據(jù)采集步驟由微處理器實時采集經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器變換后的由定子電壓傳感器和定子電流傳感器獲取的定子電壓U和定子電流I的數(shù)字信號(3)勵磁功角θ的計算步驟由微處理器用傅立葉算法或者按下述公式(G)算出勵磁功角θ； 式中，為定子電壓U與定子電流I的夾角，K＝U/I；(4)由調(diào)節(jié)器中的單片機按偏差Δθ＝θ-θ0改變調(diào)節(jié)器的輸出和執(zhí)行電路中的整流橋中可控硅的控制角α角，從而改變同步電動機轉(zhuǎn)子勵磁電流。
本發(fā)明的自動調(diào)節(jié)方法的工作原理同步電動機運行穩(wěn)定性不論是靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定還是動態(tài)穩(wěn)定都是與同步電動機勵磁功角θ(即同步電動機定轉(zhuǎn)子磁極中心線之間夾角)有著密切關(guān)系。同步電動機在額定運行時，θ角通常在30°電角度左右，當運行中的同步電動機受到某種干擾，比如電網(wǎng)電壓瞬間降低或者工藝負載突然增加時，電動機的勵磁功角θ也隨之增大，當隱極同步電動機的θ角超過90°，凸極同步電動機的θ角超過60°～70°時，如不采取強有力的措施，同步電動機就必然失步。所以穩(wěn)定同步電動機運行的關(guān)鍵點說是要穩(wěn)定θ角。如果在θ角變化的同時給電動機的轉(zhuǎn)子勵磁予以適當?shù)难a償以提高電動機的電勢，這對穩(wěn)定同步電動機運行具有十分重要的意義。由隱極同步電動機公式PT＝(m×U×E0/XC)×sinθ可知(式中，m為相數(shù)， 為定子電壓， 為電動機空載電勢，XC為同步電抗)，若因電網(wǎng)電壓U下降，要保持電動機功率PT不變，如果自動提高空載電勢E0，就可保證θ角基本不變。在同步電機運行時，實時檢測θ角并輸入微處理器經(jīng)運算處理后反饋到調(diào)節(jié)器的輸入端與給定θ0進行比較，其偏差Δθ將改變調(diào)節(jié)器的輸出和整流橋可控硅的控制角α角，從而改變電動機轉(zhuǎn)子的勵磁電流。實現(xiàn)電動機勵磁功角θ的自動調(diào)節(jié)(見圖1)。
要實現(xiàn)勵磁功角θ的自動調(diào)節(jié)，關(guān)鍵是如何對運行中同步電動機的功角θ進行實時檢測。本發(fā)明采用的是間接測量方法。根據(jù)隱極同步電動機的等值電路(見圖5)，可以得到下述電勢方程(1)。
U·=E·0+jI·XC---(1)]]>式中 定子電壓 定子電流 電動機空載電勢XC同步電抗XC＝XS+XAXS定子漏抗XA電樞反應(yīng)電抗。
上述方程(1)的電勢向量圖為圖6。
在圖6中， 與 之間的夾角為電動機勵磁功角θ，通過對同步電動機定子運行電流I和定子電壓U進行交流采樣后再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換、傅立葉算法就可算得θ角。
在圖6中， 與 之間的夾角為功率因數(shù)角，由微處理器的單片機U1可直接算出實時的角，在通過上述公式(G)算出勵磁功角θ。
二、本發(fā)明的自動調(diào)節(jié)裝置的實施例本自動調(diào)節(jié)裝置由定子電壓傳感器、定子電流傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行電路組成，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的兩個輸入端分別接定子電壓傳感器和定子電流傳感器的輸出端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端接微處理器的輸入端，微處理器的輸出端接調(diào)節(jié)器的輸入端，調(diào)節(jié)器的輸出端與執(zhí)行電路相連接，執(zhí)行電路的輸出端與同步電動機轉(zhuǎn)子勵磁繞組相連接。
本實施例的定子電壓傳感器由電流互感器PT1、變壓器PT2、電阻R1、電位器RW1組成，電流互感器PT1的初級接與同步電動機定子TD1相連接的電網(wǎng)的B′相和C′相，變壓器PT2的初級與電阻R1串聯(lián)后與電流互感器PT1的次級并聯(lián)，電位器RW1與變壓器PT2的次級并聯(lián)；定子電流傳感器由電流互感器CT1、變壓器CT2、電位器RW2組成，電流互感器CT1按常規(guī)方法與定子TD1的進線A′相相連接，變壓器CT2的初級與電流互感器CT1并聯(lián)，電位器RW2與變壓器CT2的次級并聯(lián)；模數(shù)轉(zhuǎn)換器由集成塊U5組成，集成塊U5的輸入端1、2腳分別接電位器RW2和RW1的動臂。
本實施例的微處理器由單片機U1及其外圍元件晶體X1、電容C1-C3、電阻R2、數(shù)據(jù)鎖存器U2、程序存儲器U3、地址鎖存器U4、非門U6D-U6F、或門U7A-U7D組成；單片機U1、數(shù)據(jù)鎖存器U2、程序存儲器U3、地址鎖存器U4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器U5之間通過總線相連接；單片機U1的輸出端46腳經(jīng)非門U6D接程序存儲器U3的20腳；單片機U1的輸出端61腳分別接程序存儲器U3的22腳、或門U7C的9腳、或門U7B的5腳；單片機U1的62腳接數(shù)據(jù)鎖存器U2的11腳；單片機U1的輸出端45腳經(jīng)非門U6F分別接或門U7A的1腳和U7D的13腳；數(shù)據(jù)鎖存器U2的6腳分別接非門U6E的11腳、或門U6D的12腳；非門U6E的輸出端10腳接或門U7A的2腳；或門U7A的輸出端3腳接或門U7B的4腳；或門U7B的輸出端6腳接地址鎖存器U4的1腳；或門U7D的輸出端11腳分別接或門U7C的10腳和模數(shù)轉(zhuǎn)換器U5的7腳；或門U7C的輸出端8腳分別接地址鎖存器U4的11腳和模數(shù)轉(zhuǎn)換器U5的6腳。
本實施例的調(diào)節(jié)器由單片機U8及其外圍元件晶體X2、電容C4-C6、電阻R9、可控硅觸發(fā)電路、滑差信號輸入電路、零壓滅磁信號輸出電路組成；單片機U8的輸入端21腳接單片機U1的輸出端18腳；可控硅觸發(fā)電路由施密特觸發(fā)器U9A-U9F、光電耦合器U10A-U10F及其外圍元件電阻R10-R15、運算放大器U11、脈沖變壓器B1-B6及其外圍元件二極管D1-D18、電阻R3-R8組成；施密特觸發(fā)器U9A-U9F的輸入端分別接單片機U8的輸出端28、29、34、35、26、27腳，施密特觸發(fā)器U9A-U9F的輸出端分別接光電耦合器U10A-U10F的發(fā)光二極管的負極，光電耦合器U10A-U10F的發(fā)光二極管的正極分別經(jīng)電阻R10-R15接+5V，光電耦合器U10A-U10F的發(fā)射極輸出分別接運算放大器U11的輸入端7、6、5、4、3、2腳，光電耦合器U10A-U10F的集電極分別接+7V；運算放大器U11的輸出端10-15腳分別接脈沖變壓器B1-B6的初級的一端，脈沖變壓器B1-B6的另一端接+7V，脈沖變壓器B1-B6的次級正向輸出端分別依次串接有一個二極管和一個電阻后分別接輸出端Z1、Z3、Z5、Z6、Z7、Z9；滑差信號輸入電路由光電耦合器U12A、電阻R16-R18、電容C7、C8、二極管D19、穩(wěn)壓二極管DW1組成；滑差信號的輸入端Z11依次經(jīng)二極管D19、電阻R18、R17接光電耦合器U12A的發(fā)光二極管的正極，滑差信號的輸入端Z12接光電耦合器U12A的發(fā)光二極管的負極，穩(wěn)壓二極管DW1與電容C8并聯(lián)后接在電阻R17與R18的節(jié)點與Z12之間，光電耦合器U12A的集電極輸出接單片機U8的25腳，光電耦合器U12A的發(fā)射極接地，光電耦合器U12A的集電極經(jīng)電阻R16接+5V；零壓滅磁信號輸出電路由光電耦合器U12B、晶體管U13、繼電器J1、J2、電阻R19、續(xù)流二極管D20組成；光電耦合器U12B的發(fā)光二極管的負極接單片機U8的24腳，光電耦合器U12B的發(fā)光二極管的正極經(jīng)電阻R19接+5V，晶體管U13的基極接光電耦合器U12B的發(fā)射極，晶體管U13的發(fā)射極接地，晶體管U13的集電極經(jīng)繼電器J1接光電耦合器U12B的集電極，光電耦合器U12B的集電極接+7V；繼電器J2與繼電器J1的常開觸點J1-1串聯(lián)后接～220V；繼電器J2的常開觸點J2-1、J2-2分別控制滑差投勵信號的輸出端Z13與Z16以及Z14與Z15的通斷。
本實施例的執(zhí)行電路由可控硅主回路及其保護電路、滅磁電路組成，可控硅主回路及其保護電路由三相變壓器B0、可控硅1KG-6KG、電阻R24-R32、電容C11-C19組成；可控硅1KG-6KG組成三相可控硅整流橋，三相可控硅整流橋的輸出端接同步電動機轉(zhuǎn)子勵磁繞組TD2，三相可控硅整流橋的輸入端接三相變壓器B0的次級；可控硅1KG-6KG的控制極Z1、Z3、Z5、Z6、Z8、Z9分別接脈沖變壓器B1-B6的正向輸出端Z1、Z3、Z5、Z6、Z8、Z9；可控硅1KG、3KG、5KG的陰極接脈沖變壓器B1、B3、B5的負向共同輸出端Z2，可控硅4KG、6KG、9KG的陰極分別接脈沖變壓器B2、B6、B4的負向輸出端Z7、Z10、Z4；滅磁電路由可控硅7KG、8KG、滅磁電阻RF1、RF2、電阻R20-R23、電位器RW3、RW4、電容C9、C10、二極管D21-D23、穩(wěn)壓二極管DW2、DW3、聯(lián)動滅磁開關(guān)AN1、AN2組成的常規(guī)滅磁電路；滅磁電阻RF2、可控硅8KG、7KG、滅磁電阻RF1依次串聯(lián)后與同步電動機轉(zhuǎn)子勵磁繞組TD2并聯(lián)，電阻R21、電位器RW4、電阻R20、電位器RW3依次串聯(lián)后接在節(jié)點H1和節(jié)點H2之間，節(jié)點H1為滅磁電阻RF2與可控硅8KG的節(jié)點，節(jié)點H2為可控硅7KG與滅磁電阻RF1的節(jié)點，電位器RW4的動臂接可控硅8KG的陰極；穩(wěn)壓二極管DW3與二極管D22串聯(lián)后接在電阻R21與電位RW4的節(jié)點與可控硅8KG的控制極之間，穩(wěn)壓二極管DW2與二極管D21串聯(lián)后接在電阻R20與電位器RW3的節(jié)點與可控硅7KG的控制極之間，電位器RW3的動臂接節(jié)點H2，滅磁電阻RF1的兩端Z11、Z12為滑差信號輸出端；電阻R22與滅磁開關(guān)AN1串聯(lián)后接在可控硅7KG的陽極和穩(wěn)壓二極管DW2的正極之間；電阻R23與滅磁開關(guān)AN2串聯(lián)后接在可控硅8KG的陽極和穩(wěn)壓二極管DW3的正極之間；續(xù)流二極管D23接在節(jié)點H1與H2之間；零壓滅磁信號的輸入端Z14、Z15與滅磁開關(guān)AN1并聯(lián)，零壓滅磁信號的輸入端Z13、Z16與滅磁開關(guān)AN2并聯(lián)。
本發(fā)明的自動調(diào)節(jié)裝置的工作原理如下定子電壓互感器和定子電流互感器把采集到的定子電壓U和定子電流I送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器U5，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入微處理器的單片機U1，經(jīng)傅立葉算法得出功角θ；微處理器的單片機U1通過串行口通訊將功角θ值送至調(diào)節(jié)器的單片機U8(U1的輸出端18腳至U8的輸入端21腳，見圖2、3)。
調(diào)節(jié)器的單片機U8將實時采集到的θ與給定的θ0進行比較，其偏差Δθ＝θ-θ0。將改變單片機U8的輸出，U8的輸出端28、29、34、35、26、27腳共六路輸出分別經(jīng)施密特觸發(fā)器U9A-U9F整形后，在分別依次經(jīng)光電耦合器U10A-U10F、運算放大器U11、脈沖變壓器B1-B6，最后分別對整流橋的可控硅1KG-6KG的控制極進行控制。
由于根據(jù)Δθ實時改變可控硅1KG-6KG的控制角α角，從而改變了同步電動機轉(zhuǎn)子勵磁繞組TD2的勵磁電流，實現(xiàn)電動機勵磁功角θ的自動調(diào)節(jié)。
滅磁電路的工作過程如下同步電動機起動后至投勵前的這一段時間內(nèi)，整流橋中的可控硅1KG-6KG處于阻斷狀態(tài)，在起動過程中，轉(zhuǎn)子勵磁繞組TD2所感應(yīng)出的交變電壓，開始時此電壓未達到滅磁可控硅7KG、8KG的導(dǎo)通電壓值，相當于勵磁繞組開路啟動，感應(yīng)電壓急劇上升，當感應(yīng)電壓瞬間值上升至滅磁可控硅7KG、8KG的導(dǎo)通電壓時，7KG、8KG導(dǎo)通工作，接入滅磁電阻RF1、RF2。直至此半波結(jié)束時，滅磁可控硅陽極電壓過零而自行關(guān)斷。
電位器RW3、RW4的作用是改變7KG、8KG導(dǎo)通電壓值。聯(lián)動滅磁開關(guān)AN1、AN2的功能為在較低的直流輸出電壓下，按下此開關(guān)，滅磁可控硅7KG、8KG導(dǎo)通，用于檢測滅磁環(huán)節(jié)是否正常。
同步電動機在啟動的整個過程中，其轉(zhuǎn)子勵磁繞組TD2感應(yīng)可變電壓的頻率隨轉(zhuǎn)子的加速而降低。單片機U8通過Z11、Z12采集轉(zhuǎn)子感應(yīng)的交變電壓的頻率信號(即滑差信號)，當其滿足一定條件后，單片機U8發(fā)出觸發(fā)脈沖，從而投入勵磁，將電動機拖入同步運行。
繼電器J1、J2的作用當電動機啟動時，單片機U8控制繼電器J1、J2吸合，進行零壓滅磁；當采集到滑差信號時，單片機U8斷開繼電器J1、J2，然后進行滑差投勵。
權(quán)利要求
1.一種同步電動機勵磁恒功角θ閉環(huán)自動調(diào)節(jié)方法，其特征在于(1)輸入步驟把同步電動機額定運行時的勵磁功角θ0按初始化方法輸入調(diào)節(jié)器中的單片機，以作為比較基準；(2)數(shù)據(jù)采集步驟由微處理器實時采集經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器變換后的由定子電壓傳感器和定子電流傳感器獲取的定子電壓U和定子電流I的數(shù)字信號；(3)勵磁功角θ的計算步驟由微處理器用傅立葉算法或者按下述公式(G)算出勵磁功角θ； 式中，為定子電壓U與定子電流I的夾角，K＝U/I；(4)由調(diào)節(jié)器中的單片機按偏差Δθ＝θ-θ0改變調(diào)節(jié)器的輸出和執(zhí)行電路中的整流橋中可控硅的控制角α角，從而改變同步電動機轉(zhuǎn)子勵磁電流。
2.一種同步電動機勵磁恒功角θ閉環(huán)自動調(diào)節(jié)裝置，其特征在于它由定子電壓傳感器、定子電流傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行電路組成，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的兩個輸入端分別接定子電壓傳感器和定子電流傳感器的輸出端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端接微處理器的輸入端，微處理器的輸出端接調(diào)節(jié)器的輸入端，調(diào)節(jié)器的輸出端與執(zhí)行電路相連接，執(zhí)行電路的輸出端與同步電動機轉(zhuǎn)子勵磁繞組相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)節(jié)裝置，其特征在于定子電壓傳感器由電流互感器PT1、變壓器PT2、電阻R1、電位器RW1組成，電流互感器PT1的初級接與同步電動機定子TD1相連接的電網(wǎng)的B′相和C′相，變壓器PT2的初級與電阻R1串聯(lián)后與電流互感器PT1的次級并聯(lián)，電位器RW1與變壓器PT2的次級并聯(lián)；定子電流傳感器由電流互感器CT1、變壓器CT2、電位器RW2組成，電流互感器CT1按常規(guī)方法與定子TD1的進線A′相相連接，變壓器CT2的初級與電流互感器CT1并聯(lián)，電位器RW2與變壓器CT2的次級并聯(lián)；模數(shù)轉(zhuǎn)換器由集成塊U5組成，集成塊U5的輸入端1、2腳分別接電位器RW2和RW1的動臂。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)節(jié)裝置，其特征在于微處理器由單片機U1及其外圍元件晶體X1、電容C1-C3、電阻R2、數(shù)據(jù)鎖存器U2、程序存儲器U3、地址鎖存器U4、非門U6D-U6F、或門U7A-U7D組成；單片機U1、數(shù)據(jù)鎖存器U2、程序存儲器U3、地址鎖存器U4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器U5之間通過總線相連接；單片機U1的輸出端46腳經(jīng)非門U6D接程序存儲器U3的20腳；單片機U1的輸出端61腳分別接程序存儲器U3的22腳、或門U7C的9腳、或門U7B的5腳；單片機U1的62腳接數(shù)據(jù)鎖存器U2的11腳；單片機U1的輸出端45腳經(jīng)非門U6F分別接或門U7A的1腳和U7D的13腳；數(shù)據(jù)鎖存器U2的6腳分別接非門U6E的11腳、或門U6D的12腳；非門U6E的輸出端10腳接或門U7A的2腳；或門U7A的輸出端3腳接或門U7B的4腳；或門U7B的輸出端6腳接地址鎖存器U4的1腳；或門U7D的輸出端11腳分別接或門U7C的10腳和模數(shù)轉(zhuǎn)換器U5的7腳；或門U7C的輸出端8腳分別接地址鎖存器U4的11腳和模數(shù)轉(zhuǎn)換器U5的6腳。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的調(diào)節(jié)裝置，其特征在于調(diào)節(jié)器由單片機U8及其外圍元件晶體X2、電容C4-C6、電阻R9、可控硅觸發(fā)電路、滑差信號輸入電路、零壓滅磁信號輸出電路組成；單片機U8的輸入端21腳接單片機U1的輸出端18腳；可控硅觸發(fā)電路由施密特觸發(fā)器U9A-U9F、光電耦合器U10A-U10F及其外圍元件電阻R10-R15、運算放大器U11、脈沖變壓器B1-B6及其外圍元件二極管D1-D18、電阻R3-R8組成；施密特觸發(fā)器U9A-U9F的輸入端分別接單片機U8的輸出端28、29、34、35、26、27腳，施密特觸發(fā)器U9A-U9F的輸出端分別接光電耦合器U10A-U10F的發(fā)光二極管的負極，光電耦合器U10A-U10F的發(fā)光二極管的正極分別經(jīng)電阻R10-R15接+5V，光電耦合器U10A-U10F的發(fā)射極輸出分別接運算放大器U11的輸入端7、6、5、4、3、2腳，光電耦合器U10A-U10F的集電極分別接+7V；運算放大器U11的輸出端10-15腳分別接脈沖變壓器B1-B6的初級的一端，脈沖變壓器B1-B6的另一端接+7V，脈沖變壓器B1-B6的次級正向輸出端分別依次串接有一個二極管和一個電阻后分別接輸出端Z1、Z3、Z5、Z6、Z7、Z9；滑差信號輸入電路由光電耦合器U12A、電阻R16-R18、電容C7、C8、二極管D19、穩(wěn)壓二極管DW1組成；滑差信號的輸入端Z11依次經(jīng)二極管D19、電阻R18、R17接光電耦合器U12A的發(fā)光二極管的正極，滑差信號的輸入端Z12接光電耦合器U12A的發(fā)光二極管的負極，穩(wěn)壓二極管DW1與電容C8并聯(lián)后接在電阻R17與R18的節(jié)點與Z12之間，光電耦合器U12A的集電極輸出接單片機U8的25腳，光電耦合器U12A的發(fā)射極接地，光電耦合器U12A的集電極經(jīng)電阻R16接+5V；零壓滅磁信號輸出電路由光電耦合器U12B、晶體管U13、繼電器J1、J2、電阻R19、續(xù)流二極管D20組成；光電耦合器U12B的發(fā)光二極管的負極接單片機U8的24腳，光電耦合器U12B的發(fā)光二極管的正極經(jīng)電阻R19接+5V，晶體管U13的基極接光電耦合器U12B的發(fā)射極，晶體管U13的發(fā)射極接地，晶體管U13的集電極經(jīng)繼電器J1接光電耦合器U12B的集電極，光電耦合器U12B的集電極接+7V；繼電器J2與繼電器J1的常開觸點J1-1串聯(lián)后接～220V；繼電器J2的常開觸點J2-1、J2-2分別控制零壓滅磁信號的輸出端Z13與Z16以及Z14與Z15的通斷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)節(jié)裝置，其特征在于執(zhí)行電路由可控硅主回路及其保護電路、滅磁電路組成，可控硅主回路及其保護電路由三相變壓器B0、可控硅1KG-6KG、電阻R24-R32、電容C11-C19組成；可控硅1KG-6KG組成三相可控硅整流橋，三相可控硅整流橋的輸出端接同步電動機轉(zhuǎn)子勵磁繞組TD2，三相可控硅整流橋的輸入端接三相變壓器B0的次級；可控硅1KG-6KG的控制極Z1、Z3、Z5、Z6、Z8、Z9分別接脈沖變壓器B1-B6的正向輸出端Z1、Z3、Z5、Z6、Z8、Z9；可控硅1KG、3KG、5KG的陰極接脈沖變壓器B1、B3、B5的負向共同輸出端Z2，可控硅4KG、6KG、9KG的陰極分別接脈沖變壓器B2、B6、B4的負向輸出端Z7、Z10、Z4；滅磁電路由可控硅7KG、8KG、滅磁電阻RF1、RF2、電阻R20-R23、電位器RW3、RW4、電容C9、C10、二極管D21-D23、穩(wěn)壓二極管DW2、DW3、聯(lián)動滅磁開關(guān)AN1、AN2組成的常規(guī)滅磁電路；滅磁電阻RF2、可控硅8KG、7KG、滅磁電阻RF1依次串聯(lián)后與同步電動機轉(zhuǎn)子勵磁繞組TD2并聯(lián)，電阻R21、電位器RW4、電阻R20、電位器RW3依次串聯(lián)后接在節(jié)點H1和節(jié)點H2之間，節(jié)點H1為滅磁電阻RF2與可控硅8KG的節(jié)點，節(jié)點H2為可控硅7KG與滅磁電阻RF1的節(jié)點，電位器RW4的動臂接可控硅8KG的陰極；穩(wěn)壓二極管DW3與二極管D22串聯(lián)后接在電阻R21與電位RW4的節(jié)點與可控硅8KG的控制極之間，穩(wěn)壓二極管DW2與二極管D21串聯(lián)后接在電阻R20與電位器RW3的節(jié)點與可控硅7KG的控制極之間，電位器RW3的動臂接節(jié)點H2，滅磁電阻RF1的兩端Z11、Z12為滑差信號輸出端；電阻R22與滅磁開關(guān)AN1串聯(lián)后接在可控硅7KG的陽極和穩(wěn)壓二極管DW2的正極之間；電阻R23與滅磁開關(guān)AN2串聯(lián)后接在可控硅8KG的陽極和穩(wěn)壓二極管DW3的正極之間；續(xù)流二極管D23接在節(jié)點H1與H2之間；零壓滅磁信號的輸入端Z14、Z15與滅磁開關(guān)AN1并聯(lián)，零壓滅磁信號的輸入端Z13、Z16與滅磁開關(guān)AN2并聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種同步電動機勵磁恒功角θ閉環(huán)自動調(diào)節(jié)方法及其調(diào)節(jié)裝置，本發(fā)明的自動調(diào)節(jié)方法是由微處理器采集定子電壓和定子電流，并計算出勵磁功角θ，再由調(diào)節(jié)器中的單片機按Δθ改變調(diào)節(jié)器的輸出和整流橋中可控硅的控制角，從而改變同步電動機轉(zhuǎn)子的勵磁電流。本發(fā)明的自動調(diào)節(jié)裝置由定子電壓傳感器、定子電流傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行電路組成，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的兩個輸入端分別接定子電壓傳感器和定子電流傳感器的輸出端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端接微處理器的輸入端，微處理器的輸出端接調(diào)節(jié)器的輸入端，調(diào)節(jié)器的輸出端與執(zhí)行電路相連接，執(zhí)行電路的輸出端與同步電動機轉(zhuǎn)子勵磁繞組相連接。本發(fā)明的有益效果是它是一種對影響同步電動機穩(wěn)定運行的所有干擾因素都起作用作方位的調(diào)節(jié)方式。
文檔編號H02P9/14GK1734926SQ20051001272
公開日2006年2月15日 申請日期2005年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月8日
發(fā)明者王文友, 許強, 王書巖, 董兵賢, 劉新安, 丁川, 梁智圣, 徐曉亮 申請人:河北省電子信息技術(shù)研究院