[发明专利]一种双轴励磁调相机的q轴励磁控制装置

说明书

本发明公开了一种双轴励磁调相机的q轴励磁控制装置，包括：K60硬件平台、交流采样模块、转速转矩传感模块、开关量输入输出模块、晶闸管驱动模块、通信模块、人机接口模块和电源模块。能够使调相机灵活的运行在单轴励磁、双轴励磁以及正负交变励磁工况下，突破最小励磁电流为零的限制，通过反向励磁使调相机获得与迟相过载能力相当的短时进相能力，大幅提高单位装机的过电压抑制效果，解决双轴励磁调相机在反向励磁工况下的失步和功率剧烈波动的问题。

技术领域

本申请涉及发电机励磁控制领域，具体涉及一种双轴励磁调相机的q轴励磁控制装置。

背景技术

传统调相机或发电机进相能力受最小励磁电流为零的限制，其最大短时进相能力完全取决于本体的电抗参数，远远小于迟相过载能力，对抑制过电压水平非常不利。如果通过进一步优化调相机参数的方法提升其进相能力，则必将引起造价的大幅上升且效果有限。而双轴励磁调相机及其控制技术能够使调相机灵活的运行在单轴励磁、双轴励磁以及正负交变励磁工况下，突破最小励磁电流为零的限制，通过反向励磁使调相机获得与迟相过载能力相当的短时进相能力，大幅提高单位装机的过电压抑制效果，有效提升调相机的投资收益。

双轴励磁调相机在系统过电压工况下可通过反向励磁获得与迟相过载能力相当的短时进相能力，然而随着励磁电流变为负值，电磁转矩由驱动转矩变为制动转矩；若不加以控制，转子将持续减速并进入异步运行，此时调相机有功和无功功率将发生不可控的剧烈振荡。

发明内容

本申请提供一种双轴励磁调相机的q轴励磁控制装置，用于解决系统过电压工况下双轴励磁调相机在反向励磁时的失步问题，以及由此带来的有功和无功功率不可控的剧烈振荡问题。

本申请提供一种双轴励磁调相机的q轴励磁控制装置，包括：

K60硬件平台，用于开发q轴励磁控制调节器，并提供系统的数据运算和存储；

交流采样模块，通过SPI接口与K60硬件平台相连，用于采集同步调相机定子三相电压、三相电流、励磁电压以及励磁电流；

转速转矩传感模块，通过K60硬件平台的GPIO接口采集脉冲信号，并计算同步调相机功角；

开关量输入输出模块，用于q轴励磁控制调节器外部节点与K60硬件平台的I/O进行信号交互，是实现系统状态监测和控制的外设电路；

晶闸管驱动模块，通过两路MODBUS转换模块，将RS485接口输出的交流信号转换为直流信号；

通信模块，与K60硬件平台通过2路RS232接口与所述q轴励磁控制调节器进行通信；

人机接口模块，与K60硬件平台通过2路网口与q轴励磁控制调节器进行人机交互；

电源模块，用于提供所述控制装置所需的各种电压信号。

优选的，所述K60硬件平台，采用飞思卡尔K60处理器，用于提高系统的实时处理能力。

优选的，交流采样模块的功能，还包括：

定子三相电压和电流，经电压转换、滤波、限幅环节后转换为0-5V交流信号，进入AD采样芯片；

励磁电压、励磁电流，采用直流隔离变送器采集直流量，经过限幅后进入AD采样芯片。

优选的，还包括：

q轴励磁控制调节器外扩一片高性能采样芯片，所述芯片通过SPI接口与K60硬件平台通信，用于保证采样数据的同步性。

优选的，所述高性能采样芯片，具体的型号为AD7606，为16位、8通道同步采样模数数据采集系统。

优选的，所述晶闸管驱动模块，输出的直流信号，具体的为0-5V直流信号。