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摘 要 本文主要对60MW发电机励磁系统的改造情况进行了阐述。在对励磁系统进行改造的过程中，并不是对原有的励磁主回路进行改变，而是在保留原有性能与特点的基础上对调节装置进行改造，具有较好的经济性，通过改造能够促进励磁系统的调节速度、抗干扰能力与可靠性的提升。
关键词 发电机；励磁系统；调节装置；改造
中图分类号：TM31 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0207-01
本文主要的研究对象为无刷励磁装置，由同轴的交流无刷励磁机、永磁副励磁机整流盘和AVR自动电压调节器组成，无功负荷是由DVR-2000A数字式励磁控制系统来实现。当前，原有的控制技术与方法已经不能够满足发电机组高稳定运行的需要，因此需要对其调节装置进行改造，使其能够满足不同的运行工况要求，提高可操作性。
1 励磁调节装置的特点
1）调节装置以32位高速数字信号处理芯片DSP为控制
核心。
励磁系统的调节装置属于新一代的微机励磁调节器，实现了控制理论与数字信号处理器之间的相互结合，对传统的微机励磁调节器所具有的调节功能、控制功能、限制保护功能等进行了集成，实现了计算速度、可靠性、抗干扰性等方面的改进，为励磁系统调节功能与控制功能的实现提供了保障。
2）励磁调节装置采用双微机通道并联冗余容错结构。
励磁调节装置所采用双微机通道之间采用的是热备用运行方式，调节与控制的信号对两个通道同时发生作用，处于工作状态中的通道具备了信号与触发脉冲输出，一旦调节器在工作的过程中出现故障，则即刻自动进行通道切换，确保运行状态的稳定。
2 励磁调节器的改造方案与控制原理
依据发电机的机组运行情况，为了能够确保励磁系统在改造完成之后已经能够稳定、可靠的运行，在对其进行改造的过程中对原有的运行操作方式进行保持。励磁控制中主要以下几个部分：双微机励磁调节器、ICBT开关管、功率控制器、信号反馈控制电路、变阻器、配套电路等。励磁调节器的改造方案如图1所示。
图1 励磁调节器的改造方案
在对励磁调机器进行改造的过程中尽可能地保留了原有设备的各种优点，通过双微机励磁调节器与磁场变阻器实现运行方式之间的切换。如果励磁调节器运行处于正常的状态，则励磁调节器对发电机进行控制，能够在不同的工况下实现运行，负责的主要任务为动态与暂态调节；如果励磁调机器中的两个通道都出现故障，磁场编程器开始运行，在运行的过程中所处的位置要低于空载核定值，在一般情况下不需要对位置进行改变，从而保障在故障切换的过程中能够保持较小的扰动。励磁调节器的控制部分主要包括两个方面，这两个方面之间既相互独立又相互备用。一般情况下，两者之间可以通过手动方式进行切换；在出现故障之后，两者之间通过自动的方式进行切换，从而确保励磁调节系统的稳定性与可靠性。
在功率单元中，主体部分为IGBT大功率开关管，辅助部分为功率驱动控制单元，一方面促进了开关电路输出波形较好、品质较高等优点的发挥，另一方面实现了对直流及并励励磁机特点的充分发挥。IGBT大功率开关管在励磁机的励磁回路中通过串联的方式进行连接，利用斩波的方式对励磁机的励磁绕组进行控制，最终实现调压的目的。励磁电压能够通过直流励磁机自并励获得，将原先系统中的干式励磁变压器、励磁调节器外围设备等环节进行了省略。励磁系统中通過双功率元件IGBT与RC切换之间的相互配合实现电力控制的过程中较为复杂，因此，IGBT应该采用单功率元件。
励磁调机器具有维持发电机机端电压恒定的作用，其主要的工作原理为：1）励磁调节器要对发电机机端各种电压、电流模拟量的采集。2）调节器在模拟量采集完成之后需要通过模拟信号板进行隔离并转换，形成电压信号，将信号传输到CPU中，通过A/D转换器转换成为数字信号。通过采集的数值进行转换与计算之后能够得到发电机机端的电压、电流、有效功率、无效功率等数值，具有较高的准确性。
一般情况下，DSP会通过逻辑判断的方式对现场操作信号进行判断，以此为依据判断是否应该进入到用户程序中，如果已经具备了开机的条件，则需要实现应用程序的运行。程序中的计算模块在进行计算的过程中将工控机调节方式作为依据，根据计算所得的发电机机端电压偏差对PID进行调节，通过电压偏差PID调节子模块对触发角进行计算，将计算所得的触发角传输到芯片计数器中，通过延时脉冲实现调节控制。
调节器在调节控制的中间时间中，往往会对各种限制进行判别，对各种故障进行检测等，同时还通过备用的通道对主通道中的电压给定值、触发角等因素进行自动的跟踪。
调节器中的主控制通道所采用的结构为双通道，通过这种方式确保在主控制通道出现故障之后能够自动进行切换，通过备用通道确保调节器的正常运行。同时，还要对出现故障的通道中的产检进行更换，为故障通道的维修提供便利，实现调节器运行可靠性的有效提高。
3 软件设计
微机励磁调节器中的应用软件主要包括两个组成部分，一部分为主程序，另一部分为控制调节程序。微机励磁调节器的应用软件主要的功能为励磁调节与保护。微机励磁调节器中几乎所有的功能都实现了软件化，而且软件的应用实现了很多硬件电路不能够或者存在实现困难的功能，在很大程度上降低了硬件的类型及数量，实现了装置可靠性的有效提高。软件在设计的过程中所采用的模块化的设计方式，用户软件包采用的全开放式的形式，在对功能的数量进行增减或者对软件进行变更的过程中不需要对软件包的结构进行改动。
4 总结
传统的励磁调节器控制技术已经不能够满足当前发电机组的运行需求，需要对其进行不断的改造。本文通过对60MW发电机励磁调节装置的更新改造，实现了励磁体统调节速度、抗干扰能力与可靠性的有效提高，其经济性较好的特性利用不断的传播与扩展，具有非常广阔的发展前景。
参考文献
[1]袁和平，李霆.FWL/B-1000励磁系统在绥中1000MW机组上的应用[J].沈阳工程学院学报（自然科学版），2013，02（32）：136-139.
[2]蒋灌忠，王风奇，苏晓斌.600MW发电机组失磁保护整定计算分析[J].山西煤炭管理干部学院学报，2014，02（43）：
29-31.
关键词 发电机；励磁系统；调节装置；改造
中图分类号：TM31 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0207-01
本文主要的研究对象为无刷励磁装置，由同轴的交流无刷励磁机、永磁副励磁机整流盘和AVR自动电压调节器组成，无功负荷是由DVR-2000A数字式励磁控制系统来实现。当前，原有的控制技术与方法已经不能够满足发电机组高稳定运行的需要，因此需要对其调节装置进行改造，使其能够满足不同的运行工况要求，提高可操作性。
1 励磁调节装置的特点
1）调节装置以32位高速数字信号处理芯片DSP为控制
核心。
励磁系统的调节装置属于新一代的微机励磁调节器，实现了控制理论与数字信号处理器之间的相互结合，对传统的微机励磁调节器所具有的调节功能、控制功能、限制保护功能等进行了集成，实现了计算速度、可靠性、抗干扰性等方面的改进，为励磁系统调节功能与控制功能的实现提供了保障。
2）励磁调节装置采用双微机通道并联冗余容错结构。
励磁调节装置所采用双微机通道之间采用的是热备用运行方式，调节与控制的信号对两个通道同时发生作用，处于工作状态中的通道具备了信号与触发脉冲输出，一旦调节器在工作的过程中出现故障，则即刻自动进行通道切换，确保运行状态的稳定。
2 励磁调节器的改造方案与控制原理
依据发电机的机组运行情况，为了能够确保励磁系统在改造完成之后已经能够稳定、可靠的运行，在对其进行改造的过程中对原有的运行操作方式进行保持。励磁控制中主要以下几个部分：双微机励磁调节器、ICBT开关管、功率控制器、信号反馈控制电路、变阻器、配套电路等。励磁调节器的改造方案如图1所示。
图1 励磁调节器的改造方案
在对励磁调机器进行改造的过程中尽可能地保留了原有设备的各种优点，通过双微机励磁调节器与磁场变阻器实现运行方式之间的切换。如果励磁调节器运行处于正常的状态，则励磁调节器对发电机进行控制，能够在不同的工况下实现运行，负责的主要任务为动态与暂态调节；如果励磁调机器中的两个通道都出现故障，磁场编程器开始运行，在运行的过程中所处的位置要低于空载核定值，在一般情况下不需要对位置进行改变，从而保障在故障切换的过程中能够保持较小的扰动。励磁调节器的控制部分主要包括两个方面，这两个方面之间既相互独立又相互备用。一般情况下，两者之间可以通过手动方式进行切换；在出现故障之后，两者之间通过自动的方式进行切换，从而确保励磁调节系统的稳定性与可靠性。
在功率单元中，主体部分为IGBT大功率开关管，辅助部分为功率驱动控制单元，一方面促进了开关电路输出波形较好、品质较高等优点的发挥，另一方面实现了对直流及并励励磁机特点的充分发挥。IGBT大功率开关管在励磁机的励磁回路中通过串联的方式进行连接，利用斩波的方式对励磁机的励磁绕组进行控制，最终实现调压的目的。励磁电压能够通过直流励磁机自并励获得，将原先系统中的干式励磁变压器、励磁调节器外围设备等环节进行了省略。励磁系统中通過双功率元件IGBT与RC切换之间的相互配合实现电力控制的过程中较为复杂，因此，IGBT应该采用单功率元件。
励磁调机器具有维持发电机机端电压恒定的作用，其主要的工作原理为：1）励磁调节器要对发电机机端各种电压、电流模拟量的采集。2）调节器在模拟量采集完成之后需要通过模拟信号板进行隔离并转换，形成电压信号，将信号传输到CPU中，通过A/D转换器转换成为数字信号。通过采集的数值进行转换与计算之后能够得到发电机机端的电压、电流、有效功率、无效功率等数值，具有较高的准确性。
一般情况下，DSP会通过逻辑判断的方式对现场操作信号进行判断，以此为依据判断是否应该进入到用户程序中，如果已经具备了开机的条件，则需要实现应用程序的运行。程序中的计算模块在进行计算的过程中将工控机调节方式作为依据，根据计算所得的发电机机端电压偏差对PID进行调节，通过电压偏差PID调节子模块对触发角进行计算，将计算所得的触发角传输到芯片计数器中，通过延时脉冲实现调节控制。
调节器在调节控制的中间时间中，往往会对各种限制进行判别，对各种故障进行检测等，同时还通过备用的通道对主通道中的电压给定值、触发角等因素进行自动的跟踪。
调节器中的主控制通道所采用的结构为双通道，通过这种方式确保在主控制通道出现故障之后能够自动进行切换，通过备用通道确保调节器的正常运行。同时，还要对出现故障的通道中的产检进行更换，为故障通道的维修提供便利，实现调节器运行可靠性的有效提高。
3 软件设计
微机励磁调节器中的应用软件主要包括两个组成部分，一部分为主程序，另一部分为控制调节程序。微机励磁调节器的应用软件主要的功能为励磁调节与保护。微机励磁调节器中几乎所有的功能都实现了软件化，而且软件的应用实现了很多硬件电路不能够或者存在实现困难的功能，在很大程度上降低了硬件的类型及数量，实现了装置可靠性的有效提高。软件在设计的过程中所采用的模块化的设计方式，用户软件包采用的全开放式的形式，在对功能的数量进行增减或者对软件进行变更的过程中不需要对软件包的结构进行改动。
4 总结
传统的励磁调节器控制技术已经不能够满足当前发电机组的运行需求，需要对其进行不断的改造。本文通过对60MW发电机励磁调节装置的更新改造，实现了励磁体统调节速度、抗干扰能力与可靠性的有效提高，其经济性较好的特性利用不断的传播与扩展，具有非常广阔的发展前景。
参考文献
[1]袁和平，李霆.FWL/B-1000励磁系统在绥中1000MW机组上的应用[J].沈阳工程学院学报（自然科学版），2013，02（32）：136-139.
[2]蒋灌忠，王风奇，苏晓斌.600MW发电机组失磁保护整定计算分析[J].山西煤炭管理干部学院学报，2014，02（43）：
29-31.