[实用新型]一种电机励磁电源控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种为电机提供直流励磁电源的控制电路。

背景技术

励磁电源对发电机及电力系统的安全稳定运行起到十分重要的作用，励磁调节控制是励磁系统的核心部分。发电机励磁控制从控制信号上分为模拟控制、数字控制和模拟加数字混合控制。由于数字控制方式的技术和性能的逐渐成熟和稳定，数字励磁控制在新、旧发电厂正逐步取代有模拟控制方式的励磁调节。近几年数字信号处理器DSP在控制领域的使用发展很快，它具有运行速度快、开发环境优良和高性价比等特点。特别是TI公司为电机控制开发的TMS320F2812型DSP，它内部集成了为电机控制应用所需的一些外围设备，如定时器、串行通讯接口、高速模块(A/D)转换器和PWM脉宽调制信号发生器等，目前采用DSP的电动机控制系统正在兴起，而在发电机励磁控制中正在起步。

近年来，随着电力电子的技术的进步和计算机控制技术的发展，采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为功率器件的微机励磁系统开始用于水力、火力发电机组。目前，可控硅励磁几乎占据全部发电机自并励励磁系统的应用领域，但是随着大电流高电压IGBT的出现，用IGBT构成大功率开关式励磁功率单元完全可以满足中小型发电机的需要。IGBT是MOSFET与双晶体二极管的复合器件，它既有MOSFET易驱动的特点，又有功率晶体管电压、电流容量大等优点。其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十千赫兹范围内，故在较高频率的大、中功率应用中占有主导地位。

随着半导体和计算机技术的快速发展，发电机励磁装置的数字化趋势已经母庸置疑，同时数字化也为新的控制理论在励磁控制系统中的应用起到了关键的作用。发电机励磁对提高电力系统的稳定性研究主要集中在两个方面：一是励磁器件的改进，二是励磁控制方式的的改进。

现有的励磁电源存在两个缺点：

1、常规励磁主要器件是整流二极管或者可控硅，采用二极管时整流二极管直接给发电机励磁时，整流二极管在电压反向时不能快速关断，导致励磁电源输出到发电机有很大的电压尖峰，很容易损坏励磁机及其内部整流二极管；采用可控硅时，可控硅励磁6组驱动和三相交流同步回路故障率相对较高，可控硅换相时同样产生很大的尖峰电压且励磁容量要求较大。

2、励磁系统故障是发电机故障停机和非计划停机的主要原因之一，保证励磁系统稳定可靠的运行意义重大。目前常规的控制方式采用数字励磁控制的处理器主要采用微型计算机的处理器CPU或者微处理器MCU。前者系统较复杂，成本较高，后者的处理速度较慢，对控制系统的响应相对慢些。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有电压尖峰大、系统复杂、处理速度慢等技术缺点，提出一种电机励磁电源控制电路。

本实用新型电机励磁电源控制电路包括控制回路、主供电回路、整流回路和IGBT斩波回路。

控制回路分别连接主供电回路、整流回路和IGBT斩波回路。所述的控制回路控制主供电回路的接触器的吸合，通过RS232串口通讯连接到上位机监控界面；主供电回路将外接AC400V电压传递给整流电路，整流电路将交流电压转化为直流电压输出供给IGBT斩波回路。

主供电回路由第一断路器、第二接触器、第三断路器、第四断路器和电源模块组成。所述第一断路器和第二接触器串联组成控制整流回路的400VAC交流电源回路。第三断路器的上端口并联在第二接触器的下端口，第三断路器的下端口与电源模块的输入端连接，电源模块的输出端与控制回路连接，第三断路器和电源模块组成控制回路的供电回路。第四断路器的上端口与第一断路器的下端口并联，第四接触器的下端口与控制回路连接，第四接触器是控制回路的交流输入电压的接触器。