[发明专利]基于PIC单片机的小型同步发电机励磁控制器

权利要求书

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)一端接至AI--模拟量输入,AI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DI--开关量输入,DI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)一端与电阻电流电路的输入电压Uab、输出电压U′ab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)一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、COSφ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。

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U′ab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COSφ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。