【正文】 脈沖的作用下，整流柜的直流勵(lì)磁電流輸出相應(yīng)地改變，從而調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流和機(jī)端電壓或無功電流。參數(shù)選擇邏輯（10）從PID 參數(shù)組中自動(dòng)選擇合適的參數(shù)，以增進(jìn)同步發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。PID 控制器（11）的輸入是實(shí)際值對(duì)給定值的偏差。在調(diào)節(jié)器輸入模塊SP41（21頁）中，過勵(lì)磁限制器的競小門輸入同樣除了輸出的偏差值（控制電壓）外，還有過勵(lì)磁電流限制器偏差值7004（來自IELIMITER：過勵(lì)磁電流限制模塊SP55（20頁）的11301，以后再具體講解）、過勵(lì)磁定子電流限制器偏差值7005（來自ILIMITER：定子電流限制模塊SP56（20頁）和QOCTRL輸出控制模塊SP63（20頁）的11401，以后再具體講解）、用戶自定義7006（未用，設(shè)最大10000，即100%），當(dāng)某一個(gè)或多個(gè)過勵(lì)限制器的偏差值小于輸出控制電壓的偏差值時(shí)，選擇偏差最小的限制器輸出控制電壓，限制調(diào)節(jié)器的勵(lì)磁電流輸出。自動(dòng)調(diào)節(jié)器偏差、限制保護(hù)和控制：上述已了解，在軟件圖SP41（21頁）中，給定值輸入（7001：來自SP44（21頁）的自動(dòng)給定值11906，已講過）與發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓采樣值（10201：來自SP140（7頁）的機(jī)端測量單元）進(jìn)行減法計(jì)算，輸出主偏差值，經(jīng)過限幅模塊的限制與保護(hù)（低勵(lì)磁勵(lì)磁限制器的競大門MAX輸出最小限幅LL，過勵(lì)磁勵(lì)磁限制器的競小門MIN輸出最大限幅HL，與限幅值比較和選擇，后面具體講解）輸出自動(dòng)調(diào)節(jié)的偏差值定義為12001參數(shù)，被傳遞賦值給模塊SP42（21頁）的參數(shù)6917，做為調(diào)節(jié)器比例積分微分（PID）模塊SP42（21頁）的輸入?yún)?shù)。自動(dòng)給定值的補(bǔ)償和保護(hù)的總結(jié)：DCS增減磁命令經(jīng)自動(dòng)方式選擇，輸入到自動(dòng)調(diào)節(jié)給定單元，由給定單元的積分累計(jì)輸出給定設(shè)定值11901，經(jīng)調(diào)差補(bǔ)償、V/Hz限制、軟起勵(lì)等環(huán)節(jié)后輸出給定值11906，送至自動(dòng)調(diào)節(jié)輸入模塊SP41：7001，將與發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓比較計(jì)算，產(chǎn)生偏差。在積分器INT中，其他輸入如11708（6904）、10314（6903）為疊加控制輸入（恒無功或功率）和121112115為自動(dòng)跟蹤輸入，在積分器INT的輸入端還有積分時(shí)間TI（由1901901901901901907和6905等參數(shù)計(jì)算而得）、最大限幅OHL（1901）、最小限幅OLL（1902）、預(yù)設(shè)值BALREF（由1901904和6906等參數(shù)決定）和預(yù)置投入條件BAL，輸出除給定的數(shù)值為11901外還有最大限幅O=HL（11902）、最小限幅O=LL（11903）和預(yù)設(shè)值輸出（11904和11905）。在軟件圖SP77（17頁）中，自動(dòng)方式參數(shù)10310（下面將詳述），使DCS增減磁操作命令選擇輸出到自動(dòng)給定值單元模塊（1），讓DCS增減磁操作（107010704）選擇自動(dòng)給定值操作（103110320）命令，在軟件圖SP43（21頁），自動(dòng)增減磁操作命令（10319：69010320：6902）選擇積分器INT輸入增加或減少一個(gè)偏差量（+10000或10000），積分器INT輸出相應(yīng)的給定值11901。自動(dòng)給定值的設(shè)定：由上述硬件圖U70（90450和4420頁）、軟件圖SP148（4頁）知道：DCS增減磁操作命令由端子排經(jīng)快速FIO和扁平電纜送至COB主板，參數(shù)被定義為10703（增磁）和10704（減磁）。同樣其他參數(shù)10701070108010802在軟件圖SP79（18頁）中也為輸入量，分別被傳遞賦值給5310（ONIMPCMD，疊加投）、5311（OFFIMPCMD，疊加退）、5313（SELCOSPHICTRL，選功率因數(shù)）、5312（SELQCTRL，選恒無功控制）參數(shù)，模塊SP79（18頁）根據(jù)各邏輯條件判斷輸出選擇10315（恒功率因數(shù)）或10316（恒無功）運(yùn)行方式。在硬件圖410（56頁）、420（57頁）的A10和A20調(diào)節(jié)器主控板COB模塊，上述開關(guān)量輸入轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)量進(jìn)入CPU，在軟件圖SP148（4頁）和SP149（5頁）中被定義為相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行分析處理。整流橋輸出勵(lì)磁電流大小與控制角α的余弦值成正比，當(dāng)α角增大時(shí)，cosα值減小，整流橋輸出電流（勵(lì)磁電流）也減小，反之亦然；大于90度整流橋逆變滅磁，逆變滅磁的控制角α角取135度。注：一般不太重要的報(bào)警信號(hào)，直接點(diǎn)按按鈕一次，可以復(fù)歸；如果重要故障報(bào)警信號(hào)，必須先按解鎖鍵+就地按鈕，切到就地，才能復(fù)歸內(nèi)存的故障報(bào)警信息；如果還不能復(fù)歸，不能多次或不停地復(fù)位操作，切回遠(yuǎn)方，等技術(shù)支持部處理，及時(shí)通知熱控專業(yè)對(duì)DCS系統(tǒng)信息進(jìn)行備份。如果勵(lì)磁故障進(jìn)行了通道切換，然后按上述方法進(jìn)行信號(hào)復(fù)歸，點(diǎn)按按鈕一次，如果復(fù)歸不掉，再按解鎖鍵（RELEASE）+就地LOCAL按鈕，切換到就地，如果信號(hào)復(fù)歸掉，進(jìn)行增減磁操作等，檢查正常后等30秒以上，再進(jìn)行一次通道切換，切回原通道運(yùn)行，再進(jìn)行增減磁操作等檢查，無異常觀察運(yùn)行；如果信號(hào)復(fù)歸不掉，不再進(jìn)行其他操作，觀察運(yùn)行。調(diào)節(jié)器顯示屏測量顯示：在按按鈕，顯示屏將顯示8個(gè)模擬量主要在就地外顯示屏上查看：在光標(biāo)處，用上（下）翻鍵（↑、↓）一條一條地查看所有實(shí)時(shí)顯示量，用快上（下）翻鍵（↑↑、↓↓）可以快速隔十條查看所在條的實(shí)時(shí)顯示量。手動(dòng)運(yùn)行自動(dòng)跟蹤：與上述跟蹤原理一樣，手自動(dòng)控制電壓經(jīng)加法器（6）計(jì)算后偏差，直接送入AVR自動(dòng)給定單元（1）的積分回路，在原控制電壓基礎(chǔ)上再增加偏差的控制電壓，使自動(dòng)PID和手動(dòng)PI輸出控制電壓相等，加法器（6）計(jì)算后偏差0V，跟蹤平衡。（上段已講述）手動(dòng)（恒勵(lì)磁電流）調(diào)節(jié)控制回路：勵(lì)磁變低壓側(cè)電流（勵(lì)磁電流）經(jīng)測量模塊PSI和MUB測量形成數(shù)字量送入手動(dòng)比例積分單元PI（18）的加法器上，此加法器的另一路輸入為勵(lì)磁電流的給定值，與給定值比較后輸出偏差值經(jīng)手動(dòng)PI計(jì)算（18）、手自動(dòng)切換選擇（20）直接輸出到門極控制單元（12），按控制角形成觸發(fā)脈沖控制整流橋輸出。模擬量信號(hào)和控制量信號(hào)由測量單元或開關(guān)量輸入輸出板轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入控制計(jì)算單元。滅磁開關(guān)柜：滅磁開關(guān)、滅磁電阻、轉(zhuǎn)子過壓檢測控制板、轉(zhuǎn)子過壓可控硅、勵(lì)磁電流和直流電壓測量等。1有1套完善的控制回路，控制起勵(lì)、增減磁、投退勵(lì)磁和滅磁開關(guān)等操作，并有人機(jī)接口與設(shè)備進(jìn)行通訊和操作。1在自動(dòng)調(diào)節(jié)中有許多限制器和保護(hù)器，主要有定子過流（定子電流）、過勵(lì)磁（轉(zhuǎn)子電流）、過V/Hz（定子電壓）、低勵(lì)磁（有功功率和無功功率）等限制器和保護(hù)器，采集相應(yīng)的模擬量與設(shè)定值比較，產(chǎn)生偏差，具備條件時(shí)參與調(diào)節(jié)控制，如果調(diào)節(jié)限制未能限制住，超過保護(hù)定值，保護(hù)器動(dòng)作，向DCS和發(fā)變組保護(hù)發(fā)報(bào)警和跳閘。勵(lì)磁系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)其實(shí)是一種恒電壓模擬量的閉環(huán)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)器測量模塊MUB采集發(fā)電機(jī)的實(shí)際機(jī)端電壓（上圖Ug1或Ug2），與設(shè)定值比較，根據(jù)電壓偏差量，計(jì)算整流橋的控制角α，送至COB板的脈沖形成模塊，產(chǎn)生相應(yīng)控制角α的觸發(fā)脈沖，送至整流橋的CIN和GDI板，進(jìn)行監(jiān)測和放大，放大后的脈沖直接控制可控硅，調(diào)整勵(lì)磁功率元件整流橋（上圖EG15）的控制角α，改變整流橋的電流輸出，改變勵(lì)磁電流，保持機(jī)端電壓相對(duì)穩(wěn)定。時(shí)，三相全控整流橋工作在逆變狀態(tài)，整流橋輸出平均電壓Ud為負(fù)值，即將直流轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣鳌?lì)磁系統(tǒng)主要功率調(diào)節(jié)元件整流橋（上圖EG15）的原理：如下圖（全波整流），整流橋是由6只可控二極管組成的十二橋整流回路，輸入三相電源（上圖勵(lì)磁變T02低壓側(cè)電源）。電樞反應(yīng)的去磁（助磁）作用將會(huì)影響發(fā)電機(jī)端電壓有下降（上升）的趨勢，為了保持端電壓不變，必須相應(yīng)地增加（減少）勵(lì)磁電流。1當(dāng)調(diào)節(jié)主汽門大小，只改變了轉(zhuǎn)子扭力fn的大小，勵(lì)磁電流不變，轉(zhuǎn)子線圈間磁場力fIL的大小不變，由牛頓力的平衡定律，如果保持轉(zhuǎn)速ω不變，轉(zhuǎn)子線圈平面垂直方向受力平衡，磁場力fB2d的大小要改變，但磁場力fB2q的大小不變，即產(chǎn)生磁場力fB2d的大小要改變，由B2d=E2COSθ（= K2If COSθ）可以看出，也就是調(diào)節(jié)主汽門可以改變定子電流If相對(duì)于電動(dòng)勢的If COSθ分量，即有功電流要改變，無功電流（If SINθ）基本不變。定子電流If產(chǎn)生的磁場B2，由于定子線圈的固有特性，磁場B2的大小與定子電流If成正比，即B2=K2If（常數(shù)K1綜合比例系數(shù)），方向與力無關(guān)，利用右手定則，判定方向如圖3的B2，為便于分析，把B2正交分解為相對(duì)于轉(zhuǎn)子0度的磁場B2d=E2COSθ（= K2If COSθ）和90度的磁場B2q=E2SINθ（= KIf sinθ）兩個(gè)磁場，如圖3。B1=K1I（常數(shù)K1綜合比例系數(shù)）。BI判斷原則：關(guān)于力的用左手，其他的（與力無關(guān)，如電流方向、磁場方向等）用右手定則，簡單而形象地記憶法則：“力”字向左撇，就用左手；而“電”字向右撇，就用右手。右手定則：主要判斷的是與力無關(guān)的方向。由電磁理論可知，電流流過定子線圈產(chǎn)生磁場，而定子電流的磁場又反作用于轉(zhuǎn)子上，對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁場力作用，可以正交分解為定子有功電流磁場力和定子無功電流磁場力2個(gè)作用力，其中定子有功電流磁場力對(duì)轉(zhuǎn)子的機(jī)械扭力起平衡作用，定子無功電流磁場力對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子電流磁場力平衡作用，最終達(dá)到平衡狀態(tài)，下面在發(fā)電機(jī)的基本原理中將詳細(xì)講述。對(duì)于發(fā)電機(jī)：轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場旋轉(zhuǎn)切割定子線圈，在定子線圈上產(chǎn)生電動(dòng)勢（電壓），如右圖，由ξ=BLV可以理解：導(dǎo)體長度L相當(dāng)于匝數(shù)乘單圈長度，固定不變；假定轉(zhuǎn)速不變，切割速度V=Rω也可以理解為不變；電動(dòng)勢（機(jī)端電壓）只與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場強(qiáng)度成正比，其他基本不變。簡單的講就是：導(dǎo)體在磁場中做切割磁力線運(yùn)動(dòng)，就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，當(dāng)形成閉合回路時(shí)，就會(huì)感生出電流。電動(dòng)勢與機(jī)端電壓有區(qū)別，電動(dòng)勢等于機(jī)端電壓加定子線圈內(nèi)阻抗的壓降，當(dāng)發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，定子電流為0，內(nèi)阻抗的壓降也為0，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢也等于機(jī)端電壓，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，直接作用于調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓；當(dāng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，定子線圈與負(fù)載組成閉合回路，由于定子兩端電動(dòng)勢的作用在閉合回路中產(chǎn)生定子電流，內(nèi)阻抗的壓降等于定子電流乘以內(nèi)阻抗，機(jī)端電壓等于發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢減去內(nèi)阻抗的壓降，向外傳遞電功率。左手平展，大拇指與其余4指垂直，若磁力線垂直穿過手心，4指指向電流方向，則大拇指所指方向即為載流導(dǎo)線在磁場中受力的方向，如右圖。右手定則還可以判斷電流產(chǎn)生磁場的方向，如右圖。實(shí)際上，定子線圈感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角Φ的余弦值有關(guān)：即Uf= LRωB1COSΦ（轉(zhuǎn)子線圈旋轉(zhuǎn)角度Φ），其中Φ=ωt，t為時(shí)間（秒），以圖1為起點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。即如圖1的狀態(tài)變?yōu)槿鐖D3。1而B2q磁場對(duì)轉(zhuǎn)子2電流IL的作用力fB2q（與力有關(guān)，用左手法則判斷方向如圖3），大小與轉(zhuǎn)子電流IL和磁場B2q成正比，方向與轉(zhuǎn)子2上的轉(zhuǎn)子1作用力fIL方向相反，穩(wěn)定狀態(tài)下B2q磁場力fB2q與轉(zhuǎn)子1電流磁場在轉(zhuǎn)子2上的作用力fIL平衡。當(dāng)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行于功率因數(shù)滯后時(shí)，定子磁勢中一部分正好與勵(lì)磁磁勢方向相反，起直軸去磁作用，當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行于功率因數(shù)超前時(shí)，定子磁勢中一部分正好與勵(lì)磁磁勢方向相同，起直軸助磁作用。勵(lì)磁系統(tǒng)主要包括：功率元件整流橋（上圖EG15）、采樣模塊（上圖MUB）、邏輯編程和計(jì)算的主板模塊（上圖COB）、輸入輸出控制模塊（上圖FIO12）、脈沖形成模塊（上圖EG15的CIN和GDI）、滅磁（上圖Q02）和冷卻（上圖E01）等回路。時(shí)，輸出平均電壓Ud為正，三相全控橋工作在整流狀態(tài)，將交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?，平均電壓Ud等于交流線電壓在（p/6+a）至（p/6+a）的平均值：當(dāng)a90176。結(jié)合勵(lì)磁系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)原理圖（上圖），我司勵(lì)磁系統(tǒng)的采樣控制回路：發(fā)電機(jī)出口電壓PT和電流CT經(jīng)端子排直接送至測量模塊MUB采樣和計(jì)算，送入主模塊COB；勵(lì)磁變低壓側(cè)電壓和電流（勵(lì)磁電流）經(jīng)端子排直接送至PSI模塊，由PSI模塊采集后分別送至EGC和COB，進(jìn)行采樣和計(jì)算；控制和信號(hào)經(jīng)端子排直接送至快速輸入輸出模塊FIO1和FIO2，直接送入主模塊COB進(jìn)行邏輯控制；U1U1U0U13為變送器，輸出勵(lì)磁電流和電壓；LCP調(diào)節(jié)器屏面板顯示，CDP整流柜面板顯示，SPA手操器，T15整流柜風(fēng)扇電源，T05控制電源，Q15直流110V主電源，Q25直流110V滅磁開關(guān)第二路跳閘電源，G1G05調(diào)節(jié)器直流24V電源模塊等。勵(lì)磁系統(tǒng)手動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)際也是一種恒勵(lì)磁電流模擬量的閉環(huán)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，原理與自動(dòng)調(diào)節(jié)一樣，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流（上圖勵(lì)磁變低壓側(cè)電流T11和T13）經(jīng)PSI模塊，送至調(diào)節(jié)器的EGC板和COB板，采集的勵(lì)磁實(shí)際電流，與設(shè)定值比較，根據(jù)勵(lì)磁電流偏差量，計(jì)算整流橋的控制角α，送至COB板的產(chǎn)生相應(yīng)控制角α的觸發(fā)脈沖，調(diào)整勵(lì)磁功率元件整流橋（上圖EG15）的電流輸出，保持勵(lì)磁電流相對(duì)穩(wěn)定。1勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)有滅磁開關(guān)和滅磁回路，由遠(yuǎn)方和就地2種控制方式，遠(yuǎn)方主要由DCS、同期、AVC、發(fā)變組保護(hù)等裝置。電源轉(zhuǎn)接柜：交流母線接線、起勵(lì)回路、自用電隔離變壓器、同步電源隔離變壓器、勵(lì)磁電流測量CT等。調(diào)節(jié)運(yùn)算完全由軟件實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)通道的給定值：由給定操作FIO經(jīng)運(yùn)行方式選擇送至AVR給定值單元（1），經(jīng)給定值積分器（1）累計(jì)后送入調(diào)差單元的加法器上，此加法器的另兩路輸入為有功補(bǔ)償（2）和無功補(bǔ)償（3）的補(bǔ)償系數(shù)（調(diào)差系數(shù)），經(jīng)調(diào)差補(bǔ)償后輸出給定值經(jīng)V/Hz限制器限幅（4）和軟起勵(lì)（5）控制（僅起勵(lì)時(shí)用）后直接送至比例積分微分單元AVRPID的加法器輸入端，與機(jī)端實(shí)際采樣電壓進(jìn)行偏差計(jì)算，輸出控制電壓、控制角和觸發(fā)脈沖。自動(dòng)運(yùn)行手動(dòng)跟蹤：自動(dòng)PID的控制電壓輸出與手動(dòng)PI的控制電壓輸出都輸入到跟蹤單元（6）的加法器上，如果有偏差，如自動(dòng)5V，手動(dòng)4V，經(jīng)加法器（6）計(jì)算后偏差1V，此偏差值直接送入手動(dòng)給定單元（17）的積分回路，在原控制基礎(chǔ)上增加1V的控制電壓，手動(dòng)PI輸出控制電壓增加到5V為止，此時(shí)自動(dòng)5V，手動(dòng)也5V，加法器（6）計(jì)算后偏差0V，跟蹤平衡；相反，如果自動(dòng)5V，手動(dòng)6V，經(jīng)加法器（6）計(jì)算后偏差1V，此偏差值直接送入手動(dòng)給定單元（17）的積分回路