[实用新型]基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置有效
申请号: | 201220640190.X | 申请日: | 2012-11-28 |
公开(公告)号: | CN202931245U | 公开(公告)日: | 2013-05-08 |
发明(设计)人: | 韦善革;施武生;吴杰康 | 申请(专利权)人: | 南宁亿通电气有限公司 |
主分类号: | H02P9/14 | 分类号: | H02P9/14 |
代理公司: | 广西南宁汇博专利代理有限公司 45114 | 代理人: | 邓晓安 |
地址: | 530003 广西壮族自*** | 国省代码: | 广西;45 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 arm 处理器 plc 同步 发电机 微机 装置 | ||
1. 一种基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置,包括与发电机(1)相连接的信号测量模块(2)、PLC控制模块(4)、IGBT功率单元(5)、灭磁开关(6)和起励回路(7);其特征在于:还包括ARM9信号处理模块(3);所述的信号测量模块(2)通过SPI总线与ARM9信号处理模块(3)双向连接;所述的ARM9信号处理模块(3)通过485总线与PLC控制模块(4)双向连接;所述的PLC控制模块(4)的输出端分别与IGBT功率单元(5)、灭磁开关(6)、起励回路(7)、发电机出口断路器(8)的控制端相连接;所述的IGBT功率单元(5)在PLC控制模块(4)的控制下输出励磁电流至发电机(1)的转子绕组(12)以调节发电机(1)的机端电压;所述的信号测量模块(2)对发电机(1)的参数进行同步交流采样后将采样数据输入到ARM9信号处理模块(3),ARM9信号处理模块(3)对采样数据进行运算后得出驱动IGBT功率单元(5)的PWM脉冲占空比α和发电机运行参数,并将运算结果输入PLC控制模块(4),PLC控制模块(4)根据占空比α输出相应的PWM脉冲和控制信号驱动IGBT功率单元(5)以调节励磁电流。
2. 根据权利要求1所述的基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置,其特征在于:所述的ARM9信号处理模块(3)以32位的ARM9嵌入式处理器(31)为主控CPU,所述的ARM9嵌入式处理器(31)设有运算处理各项数据的事务管理功能单元、外接触摸屏人机交互界面(32)的内置LCD控制器、数据/地址/控制信号总线、内置SPI串口和内置RS232串口;所述的数据/地址/控制信号总线通过以太网控制器(33)与上位机双向连接,同时通过CF卡接口(35)与CF卡双向连接;所述的内置SPI串口与信号测量模块(2)双向连接;所述的内置RS232串口通过485总线接口(34)与PLC控制模块(4)双向连接。
3. 根据权利要求1所述的基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置,其特征在于:所述的PLC控制模块(4)设有内置RS485串口、高速脉冲计数器、数字量输入单元和数字量输出单元;所述高速脉冲计数器的高速脉冲串输出端输出PWM脉冲驱动IGBT功率单元(5)以调节励磁电流,PWM脉冲的占空比α越大,IGBT功率单元(5)输出的励磁电流越大;所述的数字量输出单元输出控制信号至IGBT功率单元(5)、灭磁开关(6)、起励回路(7)、发电机出口断路器(8),以执行起励控制、灭磁开关分合、功率单元投切、发电机并网、发电机解列的励磁控制和保护动作。
4. 根据权利要求1所述的基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置,其特征在于:所述的IGBT功率单元(5)包括励磁变压器(51)、不可控整流桥(52)、IGBT元件A(53)、IGBT元件B(54)、逻辑切换开关(55)和IGBT专用驱动电路(56); PLC控制模块(4)的高速脉冲串输出端与 IGBT专用驱动电路(56)的输入端相连接,IGBT专用驱动电路(56)的输出端与逻辑切换开关(55)的输入端相连接,逻辑切换开关(55)的控制端与PLC控制模块(4)的数字量输出端相连接,其输出端分别与IGBT元件A(53)和IGBT元件B(54)的控制端即IGBT元件的栅极相连接;PLC控制模块(4)输出的PWM脉冲经IGBT专用驱动电路(56)进行隔离和放大后,由逻辑切换开关(55)选择用于控制IGBT元件A(53)或IGBT元件B(54)的导通-截止,PWM脉冲的占空比α越大,则IGBT元件的导通时间越长;所述的励磁变压器(51)从发电机(1)的输电线端获取三相交流电,由不可控整流桥(52)进行整流、滤波变成直流电后,经IGBT元件A(53)或IGBT元件B(54)输入发电机(1)的转子绕组(12)作为励磁电流,IGBT元件的导通时间越长,则励磁电流越大。
5. 根据权利要求4所述的基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置,其特征在于:所述的IGBT元件A(53)、IGBT元件B(54)为相同型号的绝缘栅双极型晶体管,并安装在同一个热管散热器上。
6. 根据权利要求1所述的基于ARM处理器和PLC的同步发电机微机励磁装置,其特征在于:所述的信号测量模块(2)包括多通道同步A/D变换电路(28)、信号调理电路(27)以及分别与信号调理电路(27)相连接的机端电压互感器(21)、仪用电压互感器(22)、电网电压互感器(23)、输出电流互感器(24)、励磁电流传感器(25)和励磁电压传感器(26);所述的机端电压互感器(21)、仪用电压互感器(22)、输出电流互感器(24)的一次侧与发电机(1)的输电线相连接;所述信号调理电路(27)的输出端与多通道同步A/D变换电路(28)的输入端相连接;所述的多通道同步A/D变换电路(28)通过SPI总线与ARM9信号处理模块(3)相连接。
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