交流发电机调节器作用与基本原理
HWJT-09C 型微机励磁装置
使用说明书
目录
第一部分概述
第二部分功能规范及应用环境
2.1 主要特点
2.2、基本功能.
2.4、技术数据
2.5、主要技术指标
2.6、使用条件
第三部分励磁控制装置原理
3.1、励磁控制装置组成.
3.1.1.可控硅功率系统.
3.1.2.IGBT 功率系统
3.2、励磁系统控制部分说明
3.2.1、A VR 硬件系统介绍
3.2.1.1 输入
3.2.1.2 输出
3.2.2、控制电源
3.2.3、软件系统介绍
3.2.4、励磁监控单元
3.3、功率部分组成
3.3.1、可控硅功率单元
3.3.2、IGBT 功率系统 (50)
3.4、灭磁及过电压保护装置 (53)
3.4.1、灭磁及过电压保护系统组成 (53)
3.4.2、灭磁及转子过电压保护装置的工作原理 (53)
武汉洪山电工科技有限公司第3页
HEST HWJT-09C 微机励磁调节器使用说明书3.4.3、灭磁及转子过电压保护装置的技术规范及常用整定计算方法 (57)
3.4.4、高能氧化锌压敏电阻介绍 (58)
3.5、独立励磁电流调节通道（可选配） (59)
3.6、PLC 操作控制系统（可选配） (60)
第四部分控制装置使用及操作说明 (61)
4.1、系统介绍 (61)
调节器及功放电源 (61)
4.2、调节器面板说明 (61)
4.3、人机界面使用操作说明 (63)
第六部分装置的基本操作方法及维护 (76)
6.1、基本操作 (76)
6.1.1、安全要求和基本规定 (76)
安全规章 (76)
6.1.2、励磁装置的投入和退出 (78)
6.1.3、控制单元的操作 (79)
6.2、异常处理 (80)
6.2.1、一般性异常 (80)
武
6.2.2、励磁装置故障和异常 (81)
6.3、操作注意事项 (83)
6.3.1、运行人员注意事项 (83)
6.3.2、检修人员注意事项 (84)
6.4、基本维护 (84)
第七部分设备结构 (85)
第一部分概述
主要特点：
系统具有最小布线，高可靠性；
适应能力较强，能适应高温、高湿、腐蚀、振动冲击、灰尘等恶劣环境；
有很强的电磁兼容性，有高抗干扰能力及共模抑制能力。
双通道DSP 处理器构成的励磁调节控制器互为热备用
控制系统在系统冗余方面可选择双通道互为备用，分冷备用及热备用两种方式。所
谓冷备用，是指在正常运行方式下，系统中只有一个通道在输出，另一通道跟踪主通道运行；通常也称该方式为主/备冗余方式。该方式的关键技术在切换方面，切换过程需可靠，同时备用通道需长期跟踪工作通道的运行，独立于双通道的判断及切换电路是该方式的不足之处，往往易造成切换问题，即从主通道切换至备用通道常常切换不过来。
热备用方式——双通道并联运行方式。该方式的最大特点是：在正常运行的方式下，双通道同时输出。
HWJT-09C 微机励磁调节装置双通道为热备用方式——双通道并联运行方式。出现
某通道故障，控制系统通过其自身的软、硬件诊断系统（WA TCHDOG）及相互通讯，自动地将故障通道退出。该方式的优点在于从根本上避免了主/备方式下的切换及判断所带来的一系列问题，系统的可靠性要高。
运行方式也可采用主从备用方式。
励磁监控单元
励磁监控单元以人机界面为主要部件，人机界面为工业控制中非常成熟的人机交互
平台。人机界面通常可以随意选择液晶显示器的大小和显示器的色彩等，并配以触摸屏结构，为工业领域的通用配件。人机界面通过RS232C/RS485 串行通讯口与励磁调节器单元相联，从而实现对励磁系统各组成部分的集中控制和管理。
励磁系统监控单元可显示发电机定子电压、定子电流、有功功率、无功功率、励磁
电流（电压）、脉冲角度、发电机频率，调节器的故障、异常、发电机空载（并网）、
各个开关分合状态等等。
。
第二部分功能规范及应用环境
2.1 主要特点
HWJT－09C 型微机励磁控制装置的最大特点是结构简单，以TI 公司32 位DSP 控制芯片为核心，辅以外围接口芯片组成主控制模块。
1．励磁调节器A VR 可配置两个独立的自动通道，通道间不共用电压互感器、电流
互感器及稳压电源。双通道间采用并联运行方式或主从方式运行。
2．励磁调节器具有在线参数整定功能。在后台人机界面上能显示调节器各参数及
各功能单元的输出量的实际值（标么值）。
3．励磁调节器电压测量单元的时间常数小于25ms。
4．励磁调节器的移相电路采用余弦移相。
5．工作电源采用两路独立电源供电，其中一路取自厂用直流系统，另一路取自交
流电源系统，依据励磁方式的不同有所不同。
6．A VR 自身还配备有完善的软、硬件诊断系统，故障时能自动退出故障通道的运
行。
7．励磁调节器配备有完善的限制及保护功能。
8．励磁调节器配有PSS 附加控制单元，PSS 采用电功率加频率双输入信号。PSS
具有自动投入、手动投入、输出限幅（±5%~±10%）及故障自动退出运行功能。PSS
的输出噪声小于输出限幅值的2%~5%。
9．配备有PT 断线保护功能，即在某一只电压互感器回路失压时防止误强励功能。10．HWJT-09C 型调节器同时具备如下功能：
1）具备自诊断功能和检验调试各功能用的软件及接口；
2）具有串行口与发电厂计算机监控系统连接，接受控制和调节指令，提供励磁
系统状态和量值；
3）具有事件顺序记录功能。
4）智能化检测与操作功能：
功率检测：系统设有功率检测功能，该功能主要用于检测系统主要功率
器件的温度，实时显示；当温度高于设定值时，自动启动冷却风扇，并发报警信号；
过流检测：实时检测并显示功率元件的电流；当出现过流时，自动跳该
回路的出口开关，切除故障点，并发报警信号；
脉冲检测：实时检测调节器的脉冲输出状况，一但出现脉冲丢失情况，
发报警信号；
调节器工作电源监视：正常运行时，调节器同时由厂用交直供电，一旦
出现电源消失现象（或输入、输出越限），立即发报警信号；
实时检测励磁变压器的温度，当其温度高于某一设定值时，自动启动冷
却风扇，并发报警信号；
11．手动励磁控制方式满足做励磁装置试验及发变组试验。手自动通道切换时无波
动。
当采用HWJT-09C 励磁调节器构成发电机励磁系统时，发电机励磁系统满足如下技
术指标：
励磁系统完全满足发电、调峰、调频、调相、同步并列、线路充电、进相运行和带
线路零起升压要求。
励磁系统电压响应时间上升不大于0.08s；下降不大于0.10s。
励磁系统的延迟时间小于0.02 秒。
保证发电机电压静差率±0.5%。
发电机零起升压时，励磁调节器保证发电机电压最大值不大于额定值的110%，振
荡次数不超过 3 次，调节时间不大于10s。
励磁控制系统电压给定阶跃响应满足：空载阶跃响应：超调量不大于阶跃量的30%，
振荡次数不大于3 次，上升时间不大于0.08s，调节时间不大于5s。
在发电机甩额定无功功率时发电机电压最大值不大于额定值的115%。
励磁电压调节器在发电机空载额定电压的10%~130%范围内能进行稳定、平滑地调
节。电压分辨率不大于额定电压值的0.5%。
手动控制能保证发电机励磁电压能在空载额定励磁电压的10%到额定励磁电压的
110%进行稳定、平滑调节。
在发电机空载运行状态下，励磁调节器的给定电压调节速度不大于1%额定电压/s；
不小于0.3%额定电压/s。
调节器对发电机电压的调差采用无功调差。调差范围不小于±10%。调差率的整定
在全程内分挡调整。
发电机空载运行时，频率变化1%，发电机端电压波动不大于额定值±0.25%。
励磁调节器平均故障间隔时间（MTBF）不小于24000h，年强行退出比小于0.04%，
励磁装置平均故障时间小于 4 小时/年，可使用率大于99.0%，故障率小于0.25 次/台年。
在下述厂用电源电压及频率偏差范围内，励磁调节器能够保证长期连续正常工作。
交流380/220V 系统，电压偏差范围为额定值的±15％，频率偏差范围为-3～+2％
HZ，直流220V 系统，电压偏差范围为额定值的-20％～+10％。
交流工作电源短时间内波动范围55％～120％额定值时，励磁调节器能正常工作，
并保证强行励磁和快速减磁工作。
2.2、基本功能
发电机恒端电压运行方式
发电机恒励磁电流运行方式
空载过压保护
强励顶值限制
过励反时限限制
低励限制
励磁/仪表电压互感器断线检测及保护
V/F 限制，低频保护
正负调差率可以选择
开机电压自动置位，关机电压自动清零
PID 及PI 控制调节，附加PSS 调节、可变参数自适应调节(可选)
与其它自动化仪器仪表及计算机监控系统的通信接口
HMI 液晶触摸显示屏，在线显示多种参量
脉冲输出双层隔离，面板测量及指示
电源、硬件、软件故障信号以及其它各种故障信号输出
在线修改控制参数
软件防误操作闭锁
双套电源供电、面板测量及指示状态信号显示
掉电数据保护
一键开机功能
2.3、技术数据
1.机端电压UF：电压互感器副边额定值100V 或105V
2.定子电流测量IF：额定值5A 输入或1A 输入
3.转子电流测量IL：霍尔电流传感器测量4～20mA 或0～5V 信号输入
4.输出脉冲：50Hz～500Hz 可控硅触发脉冲(可控硅励磁系统)
输出脉冲：50HZ～300HZ 占空比可变矩形波(IGBT 励磁系统)
5.励磁电流输出范围：50～3000A
6.励磁电压输出范围：50V～1000V(可控硅励磁系统)
7.交直流并联供电：交流输入220V+10%，-20%
直流输入220V+5%，-15%
2.4、主要技术指标
1.脉冲调节范围：10～150(可控硅励磁系统)矩形波占空比可变范围：0%～100%
2.脉宽调节精度：优于0.0036(50Hz 可控硅励磁系统),0.036(500Hz 系统)
矩形波脉宽调节精度：优于0.01%
3.A/D 转换分辨率：优于2 －12
4.计算调节速度：3ms/周期
5.调压范围：10%～130%Ue(手动时10%～110%Ue)
6.调压精度：优于0.5%
7.具有调差特性：±15%可设定，步长0.1%
8.频率特性：频率变化1%，机端电压变化小于额定的±0.1%
9.频率范围：40～77.5Hz
第三部分励磁控制装置原理
3.1、励磁控制装置组成
励磁系统由控制部分、功率部分及直流输出部分构成。调节控制部分由双套(或单
套)HWJT－09C 型微机励磁调节器及各种信号输入、输出转换控制环节构成。
3.1.1.可控硅功率系统
功率部分主要由三相桥式可控硅组成，对于自并激静止励磁系统，则由微机励磁调
节器箱及可控硅功率部分和灭磁部分组成，各功能单元也可单独成柜，(根据励磁电流
大小增加功率柜并联数量)。对于三机励磁系统及两机交流励磁机系统，可将控制部分
和功率部分装在一个柜体内，组成一个标准励磁控制柜。
发电机励磁控制装置，系统包括机端励磁变压器（自并激静止励磁系统）、励磁调
节器、可控硅功率单元、灭磁部分及操作测量等单元组成。
3.1.2.IGBT功率系统
功率部分由三相不控整流单元(直流励磁机系统不需要该单元)、一组或多组IGBT
开关控制单元及相应滤波和保护回路构成。
在三机励磁系统中(或两机一变励磁系统)，功率部分是一组三相整流桥和一只或数
只IGBT 开关管，它与微机励磁调节器合装在一个柜中，10 万千瓦以上机组一般都采用双柜并联热备用运行方式，进一步提高了可靠性。
对于自并激静止励磁系统，则由两台微机励磁调节器机箱组成一个励磁调节器柜，
另外由三相整流桥加IGBT 功率开关管构成功率柜，功率柜的数量视发电机励磁电流大小而定。
3.1.3.灭磁系统
灭磁及转子过电压保护装置是由氧化锌压敏电阻组件和专用快速直流开关组成，具
有操作简便，灭磁速度快，开关容量大，过电压保护水平可控等独特优点，适用于大中型发电机组的灭磁及转子过电压保护。
发电机组灭磁的主要技术要求是：在保证断流灭磁中转子电压不超过绝缘长期安全
稳定运行允许值的条件下，灭磁时间近可能短。灭磁及过电压保护系统可以由多种类型的磁场断路器、灭磁用的电阻组成；主要组成方式为单断口灭磁开关构成的灭磁装置、
双断口灭磁开关构成的灭磁装置按灭磁方式分为线性灭磁装置、非线性灭磁装置无触点灭磁装置，每种组成都能满足与国内发电机组配套的需要。
灭磁及过电压保护系统组装灵活，根据机组灭磁容量的大小，可以和调节部分功率
部分组成整屏，也可单独组装成柜。
整个发电机励磁系统也是由励磁调节器、功率、灭磁及其它单元组成。
3.2、励磁系统控制部分说明
HWJT-09C 型微机励磁调节系统主要由如下部分构成：
1．DSP 控制器
2．励磁监控单元
3．独立励磁电流调节通道（选项）
4．可编程逻辑控制回路（选项）
5．调节系统功率输出
1）功率整流桥（分可控硅整流桥及IGBT 开关式功率输出）
2）发电机灭磁装置（线性灭磁及非线性灭磁）
3）发电机转子过电压保护装置
4）起励装置
励磁调节器的一般功能：
“测频消失”与“同步消失”功能
“测频消失”与“同步消失”是控制芯片在没有接收到“测频”或者“同步”脉冲
的情况下发出的信号，用来监视励磁调节器的内部工作状态。
“测频消失”警告是一个比较重要的工作状态。“测频消失”在调节器中用来控制
FFT 交流和直流采样的频率，同时也是SCR 脉冲输出角度校正的主要手段。“测频消失”
动作时，默认频率为50Hz，调节器以固定频率50Hz 去控制采样的频率和校正SCR 脉冲
输出角度。
“恒无功”与“恒功率因素”功能
“恒无功”与“恒功率因素”是附加在PID 上的一个控制功能。
“硬启动”与“软启动”功能
自动软起动上升时间：为从软起动起始给定值到自动软起动目标给定的上升时间，
其时间设定的原则是给定上升速度不大于0.5%/s。
“硬启动”是指开机的时候，给定直接上升到预先设定值。
网压跟踪功能
“网压跟踪”在“硬启动”的时候有效果，表现在启动时，会将给定直接置位到电
网电压的数值。
开机、起励、起励失败
“开机”的条件未并网、UF＜5～30%、调节器无异常、无起励失败信号，收到有效
的开机命令。调节器发出“起励”信号，持续时间5S、UF>30%时退出超过5S 退出且发
“起励失败”信号，30S 后“起励失败”信号复归。
调节器在发出“起励”信号的同时，按照条件启动“硬启动”与“软启动”程序，
起励建压。
调节器的双套通讯
调节器硬件上有双套通讯的配置，用来完成A、B 调节器之间的数据交换，协调双
套之间的差异。
调节器拥有1 个隔离的RS232 全双工通信接口，这个接口用来完成冗余调节器之间
的数据交换。两套调节器交换双方的数据采集量、工作状态标志、各种给定和控制环的
输出等。
调节器通过这些数据来协调双套之间的差异，使调节器并行工作来协同完成同一件
工作，达到热备份的目的。
调节器主从功能
主从功能是为了能更好的协调双套之间的差异，使调节器能够并行工作所不可缺少
的条件之一。
主从影响调节器两个方面的控制。
1：双套跟踪
在调节器长时间运行的过程中，由于硬件电路的微小差异（如测量、增磁或减磁操
作等），加上PID 环节的高放大倍数，由于时间的积累会在最后输出上出现比较大的积
累差异。调整缩小误差的方法就是确定跟踪的方向。
在设定为“从”的调节器主动跟踪“主”调节器。使最后的输出（控制电压）接
近“主”调节器。
跟踪条件如下：
双套通讯正常
对方为“主”调节器，自己为“从”调节器
自己和对方都没有“异常”信号
“主”调节器控制电压在0.05～0.75 之间
跟踪的最后目标为“从”调节器的控制电压比主”调节器控制电压低0 .01，调节
死区为±0 .001。
2：恒无功和恒功率因素
分以下两种情况：
如果“通讯”正常，且其中一套为“主”调节器,另一套为“从”调节器，
“主”调节器才能投入“恒无功”或“恒功率因素”功能。
如果“通讯”不正常，“主”调节器投入“恒无功”或“恒功率因素”，从”机则不投入。
3：面板设置
面板上设有5 个按钮、14 个发光管、1 个开关，它们分别为：
A.按钮：切脉冲——红色带灯带锁带防护盖；
增磁、减磁——红色不带灯不带锁不带防护盖；
手动、灭磁——红色带灯不带锁不带防护盖；
B.发光管：运行——闪烁绿色发光管；
电源——长亮绿色发光管；
并网、PSS、主从、通讯、恒PF 投入、恒COS 投入——绿色发光管；
手动、灭磁、异常、排强、过励、故障——红色发光管；
C.开关：黑色开关——模块工作电源开关；
4：I/O 接口板
调节器接收9 个“干接点”开关量的输入，分别为“增磁”、“减磁”、“手动”、
“开机”、“并网”、“灭磁”、“排强”、“PSS 投入”、“恒功率投入”
。此９个信
号分别对应接线端子１-９号，10 号端子为输入信号公共端。
调节器内部通过带有电源的“光电隔离”进行信号的输入。外部“干接点”必须满
足的接点容量为：耐压≥24VDC、电流≥15mA。
调节器输出10 个“干接点”开关量，分别为“故障”、“起励失败”、“异常”、“PSS 投入”、“恒功率因素”、“恒无功”、“空载过压”、“风机”、“起励”。
此９路输出信号分别对应11-19 号端子，20 号端子为输出信号公共端。
调节器内部使用进口OMRON 继电器，“干接点”容量满足：5A/250V AC、5A/30V DC。
5. 功率加频率型PSS 模块
PSS 控制器是大型发电机励磁调节器的一个标准软件模块，它的作用是辅助控制励
磁输出，以抑制发电机的低频振荡，提高电网的稳定性。
功能模块在发电机功率超过一定值时投入，低于一定值时自动退出，以防止系统甩
负荷时由于PSS 的作用使发电机过电压；手动投切，故障或无效时自动退出。
该PSS 输出限幅（±5%～±10%），输出噪声小于输出限幅值的2%～5%。
该PSS 的频率特性在较宽的频带内，有较平的相位补偿。
6. 限制流程
发电机工作时，为保证安全运行和不轻易跳闸，备有许多限制功能。在目前微机励
磁调节器中就有发电机空载下最大磁通V/F 限制，反时限强励顶值限制，以及滞相无功
反时限或延时限制、进相无功瞬时限制等，限制判别程序就是判断发电机是否进入了这
些限制状态。由于这些限制特性往往是非线性的，必须根据反映这些特性的非线性曲线
来判别。
◆V/f 限制
V/f 限制是为防止发电机及其出口变压器出现磁饱和。V/f 限制在发电机未并
网时、V/f 限制开关投入、频率小于V/f 失效阈值且无异常的情况下投入运行。当发电
机频率小于V/f 失效阈值时，则限制电压给定值不大于UFG1，若频率进一步下降，则
曲线限制电压给定值；当频率小于45Hz 时，低频保护动作，则逆变灭磁。当发电机频
率大于V/f 失效阈值时，低频保护不参与控制调节。
◆低频保护
低频保护在发电机未并网时投入运行，并网后自动退出。此限制功能没有限制开关，
当频率小于“低频保护给定值”时，励磁调节器逆变灭磁，并将给定全部清零。
◆强励限制判别
强励限制是为了防止发电机转子励磁绕组过流而采取的限制励磁的措施，从转子励
磁绕组发热考虑，当强励时，发电机的最大励磁电流是被限制的。
◆过励限制判别
当发电机励磁电流（电压）超过额定值（1.1 倍）时，对励磁电流进行反时限延时
限制。当其动作后，A VR 将通过PI 电流闭环来控制，使励磁装置稳定平滑的过渡到限
制值稳定运行。
根
◆欠励限制判别
欠励限制PQ 动作曲线是按发电机不同有功功率静态稳定极限及法发电机端部发热
条件确定的。在发电机进相运行，输出一定的有功功率P 下，为保持静态稳定运行，必须防止励磁电流降低到稳定运行所要求的数值以下。即发电机输出的进相无功Qc 必须限制曲线内。
◆低励限制
并网状态下，当前无功不大于“低励限制PQ 曲线”上当前有功对应的无功，限制
并增加自动PID 的输出（增加UG）。
低励限制动作增加给定不得使自动PID 的输出超过过励限制限制值。
该方式下励磁仍然由主调节通道控制，动作稳定可靠，在由于系统电压或给定UREF 减小过低造成的无功减小变化较慢的工况下限制功能可靠稳定。
◆空载过压保护
未并网状态和自动方式下工作，当机端电压超出限制保护值时，空载过压保护”无
“
延时动作。
空载过压保护动作时，励磁调节器逆变灭磁，并将给定全部清零，同时“灭磁开关”继电器动作，灭磁开关跳闸，切除功率回路。
◆相序错误
A VR 在收到同步脉冲后，会对同步脉冲到来的顺序进行检测，如果顺序正确，“相
序错误”标志位不动作。如果不正确，“相序错误”标志位动作。在检测脉冲的时候，有一定的容错能力，能够剔除连续丢失 2 个脉冲的偶然情况。
在同时满足“相序错误”和“未并网”两个条件的时候，励磁调节器将封锁脉冲输出，从而达到保护机组的目的。
◆LPT 断线和YPT 断线
“LPT”和“YPT”当中间的某1 个低于另1 个电压为额定的10%的时候，发断线
信号。当发断线信号的时候，励磁调节器以中间高的 1 个作为电压反馈运行，同时所有和功率有关的限制保护或调节功能全部退出。
3.2.2、励磁监控单元
数据显示功能
数据显示是HMI 最主要也是最基本的功能。可以显示单通道信息，也可以显示双
通数据。
数据显示模拟量以及开关量信息，包括三个部分：A 通道、B 通道、双通道。
A 通道显示A 通道模拟量与开关量信息。
B 通道显示B 通道模拟量与开关量信息。
双通道显示两个通道的模拟量与开关量信息。
点击菜单里的Ａ通道、Ｂ通道、双通道可以分别进入各自的窗口，在各自的窗口里面就可以看到调节器的模拟量和开关量信息。其中在Ａ通道和在Ｂ通道你显示的信息在双通道里均有显示。在三个显示界面下方有实现三个界面相互切换的功能按钮，通过点击相应按钮可以实现显示界面的切换。在双通道显示界面下的“上一页”和“下一页”按钮用来实现模拟量和开关量显示界面的切换。
第四部分控制装置使用及操作说明
本部分所介绍的控制系统操作说明，HWJT-09C 型微机励磁控制装置完成发电机及
励磁输入输出等电量采集和控制开关量的输出，通过转换和软件控制运算，输出各种状态信号和功率柜的控制信号。对于开关式励磁设备，调节器输出的是占空比可变的PWM 方波；对于可控硅式励磁方式，调节器输出的是可控硅触发角。励磁调节控制系统的控制部分通常由单柜构成，我们简称为控制柜，其输出用于控制功率输出。
4.1、系统介绍
HWJT-09C 微机励磁控制柜由双套DSP 励磁调节单元、脉冲功放电源和一台工业
HMI 组成。
调节器及功放电源
每套调节器都拥有独立的电量测量和开关量输入、输出单元。各调节器的电源由一
个电源模块提供。模块由外部特别设计的滤波整流电路提供，可以输入1 路厂用直流和1 路厂用交流以及1 路由励磁变压器提供的三相交流电源。
该电源由一个船型开关投切，位置位于调节器面板上；如果开关处于分断状态，则
装置失去工作电源，调节器完全退出工作。
如有需要，控制柜还配有两套脉冲功放电源，为IGBT 的专用驱动模块或可控硅脉
冲功率放大提供工作电源，该电源也由滤波整流电路提供电源，也是由调节器控制柜的开关提供。
4.2、调节器面板说明
HWJT-09C 型微机励磁调节器是以TI 公司32 位DSP 控制芯片及可编程控制器外围器件为核心，配以工业通用串行控制器组成的一体化电路。通过串行通信线路以19.2K 速度和主控CPU 交换数据，与系统控制CPU 共同组成双CPU 系统，极大提高了系统的可靠性和稳定性能。
本节主要介绍操作方法及面板各按键和指示灯的功能。
面板上指示灯说明如下：
a> 电源指示灯：指示开关电源正常工作。
b> 并网指示灯：指示发电机主开关位置。
c> PSS 指示灯：指示调节器在PSS 投入状态。
d> 恒无功指示灯：指示调节器在恒无功运行状态。
e> 运行指示灯：指示调节器在正常工作状态。
f> 主从指示灯：指示该调节器目前为主导调节器。
g> 通讯指示灯：闪烁时指示通讯正常。
h> 恒PF 指示灯：指示调节器在恒功率因数运行状态。
i> 手动指示灯：指示调节器在手动运行状态。
j> 排强指示灯：指示调节器置为限制强励输出。
k> 异常指示灯：指示调节器有异常现象，提示操作人员注意。
l> 灭磁指示灯：指示该调节器处于逆变灭磁状态，此时，灭磁开关分断，或调
节器柜内逆变开关投入。
m> 过励指示灯：指示该调节器励磁电流输出过大，超过了1.1 倍额定。
n> 故障指示灯：用来警示提示操作人员注意，调节器正处于故障工作状态。此
时，应及时给以处理。
面板上开关和按钮说明如下：
a> 电源开关：投入或断开调节器工作电源。
b> “增磁”按钮：增加调节器发电机电压给定值（Ug 或Ig）。
c> “减磁”按钮：减小调节器发电机电压给定值（Ug 或Ig）。
d> “手动”按钮：将调节器转为手动运行（恒励磁电流）方式。
e> “灭磁”按钮：本调节器逆变灭磁动作，控制角置为129.6°。
f> “切脉冲”按钮：当某套调节器的脉冲开关处于“切”位置时，此调节器不
输出脉冲信号，但与它并列的另一套不受影响。如果将两套调节器的脉冲开
关都切掉，整个励磁系统将没有励磁电流输出；但装置仍然带电，调节器的
测量、运算、保护各单元仍照常工作，一旦脉冲开关重新闭合，调节器将按
交流发电机与调节器_项目
项目一 单元交流发电机及调节器
2．按磁场绕组搭铁方式分： 内搭铁、外搭铁 3．按装用的二极管数量分： 六管的、八管的、九管的、十一管的 第二节交流发电机的构造 汽车用交流发电机，多采用三相同步交流发电机，由6只二极管构成三相桥式全波整流器。各国生产的交流发电机都大同小异，主要由定子、转子、电刷、整流二极管、前后端盖、风扇及带轮等组成。有的还将调节器与发电机装在一起。 转子用来建立磁场。定子中产生的交变电动势，经过二极管整流器整流后输出直流电。JF132型交流发电机的组件图见图2．l。
（一）转子 1、组成：交流发电机的转子是发电机的磁场部分，它主要由两块爪极、 磁场绕组、滑环及轴等组成 2、作用：产生磁场（在激磁绕组上加入激磁电流） 3、检测: (1)测激磁绕组电阻R=3～4?(2)测滑环与轴之间的绝缘性(3)观察铁芯分布的均匀性(4)观察滑环的光洁度 (5)测转子的径向跳动 （二）定子 1、组成：定子是产生和输出交流电的部件，又叫电枢，由定子铁心和 定子绕组组成。定子铁心由相互绝缘的内圆带槽的环状硅钢片 叠成。定子槽内置有三相对称绕组，三相绕组大多数采用Y形 （星形）联结，也有用凸形联结的。 2、作用：产生三相交流电（导线切割磁力线） 3、检测: (1)测各相绕组间电阻值应小于1欧姆；
(2)测线圈与铁芯之间的绝缘性。 （三）整流器 1、组成：六只硅二极管（其中三只正二极管──装在元件板上；三只 负二极管──装在后端盖上）形成三相全波桥式整流。 2、作用：将交流电变成直流电 3、检测: (1)性能检测------二极管正向导通,反向截止； (2)极性判断------当二极管导通时,黑表棒接的是辫子,此二极管为正 二极管； （四）其它 炭刷、炭刷架、前、后端盖、风扇、皮带轮等；
交流发电机和电压调节器
（一）转子 1、组成：交流发电机的转子是发电机的磁场部分，它主要由两块爪极、 磁场绕组、滑环及轴等组成 2、作用：产生磁场（在激磁绕组上加入激磁电流） 3、检测: (1)测激磁绕组电阻R=3～4?(2)测滑环和轴之间的绝缘性 (3)观察铁芯分布的均匀性 (4)观察滑环的光洁度 (5)测转子的径向跳动 （二）定子 1、组成：定子是产生和输出交流电的部件，又叫电枢，由定子铁心和 定子绕组组成。定子铁心由相互绝缘的内圆带槽的环状硅钢片叠（三）整流器
（四）其它 炭刷、炭刷架、前、后端盖、风扇、皮带轮等； 四、交流发电机的工作原理 （一）工作原理 1、发电原理 Ea=EmSinωt Eb=EmSin（ωt-120?） Ec=EmSin（ωt-240?） （二）整流原理 正极管导通是：加在正极管上的正向电压最高的管子导通。 负极管导通是：加在负极管上的反向电压最低的管子导通。 六管交流发电机的整流装置实际是一个由6个硅整流二极管组成的三相桥式整流电路，见图2．15（a）。3个二极管VD2、VD4、VD6组成共阳极组接法，3个二极管VD1、VD3、VD5组成共阴极组接法。每个时刻有2个二极管同时导通，其中一个在共阴极组，一个在共阳极组，同时导通的两个管子总是将发电机的电压加在负荷两端，见图2．15（c）
从曲线可以看出，随着转速的升高，端电压上升较快。由他励转入自励发电时，即能向蓄电池进行补充充电。这进一步证实了交流发电机低速充电性能好的优点。空载特性是判定交流发电机充电性能是否良好的重要依据。 （二）输出特性 输出特性也称负载特性或输出电流特性，它是在发电机保持输出电压一定时，发电机的输出电流和转速之间的关系。一般对标称电压为 12 V 由输出特性可以看出发电机在不同转速下输出功率的情况，它表明： ①发电机只需在较低的空载转速n1时，就能达到额定输出电压值，因此其具有低速充电性能好的优点。空载转速值是选定传动比的主要依据。 ②发电机转速升至满载转速n2时，即可输出额定功率的电能，因此其具有发电性能优良的特点。空载转速值和满载转速值是使用中判断发电机技术性能优劣的重要指标，发电机出厂技术说明书中均有规定。
调节器正反作用
调节器的正反作用 当PV>SV，MV需要开大时为正作用；反之为反作用； 以上判断是在假设阀门特性后进行的，假设阀门为气开阀或电开阀（正作用），调节器的正反作用由被控对象、负反馈即可判断： 当PV>SV时，MV需开大可知被控对象为负，调节器为正，构成负反馈； 当PV>SV时，MV需关小可知被控对象为正，调节器为负，构成负反馈。 实际完整的判断方法为： 当PV>SV时 调节器 阀门需开大阀门需关小 气、电开阀正作用反作用 气、电关阀反作用正作用 调节器的正反作用设置原理： 实际上，调节器的正反作用通常根据PID控制的闭环回路负反馈的原则设置。 检测仪表×被控对象×调节器×调节阀= 负反馈 （1）现场各种检测仪表一般都认为是正作用的；（不考虑其正反作用） （2）气动调节阀门的正反特性由阀门定位器、执行机构的特性共同组成。
①定位器的正反作用（不考虑其正反作用） 输入信号4mA时输出气压最小，输入信号是20mA时输出气压最大，正作用；反之则为反作用。 从理论上说，智能电气阀门定位器可以调校为正作用或者反作用，但是我们在做回路分析时，我们只是以阀门的特性为研究对象，即根据回路特性确定阀门为正作用或者反作用，如果阀门定位器选择反作用，那么也就意味着阀门的执行机构和阀门结构正反作用要调整，也就是说，阀门从结构上做不到气源故障安全位置。所以说，从实践执行的角度来讲，阀门定位器几乎可以认为永远的正作用，除非使用场合有非常特殊的要求。 ②执行机构的正反作用（需要考虑）： 气源压力由小变大时，阀门由关到开为正作用，反之为反作用。 气开、电开为正；气关、电关为负。 （3）被控对象正反作用（需要考虑）： 当阀门增大时，被控对象也增加为正作用，反之为反作用。 简化后： DCS单回路的调节器的正反作用判定： 被控对象×调节器×调节阀= 负反馈 DCS串级回路副回路的调节器的正反作用判定： 副控对象×调节器×调节阀= 负反馈 DCS串级回路主回路的调节器的正反作用判定： 主控对象×副控对象×调节器= 负反馈
交流发电机电压调节器的分类及工作原理
调节器 交流发电机电压调节器按工作原理可分为以下四类： （1）集成电路调节器 集成电路调节器除具有晶体管调节器的优点外，还具有超小型，安装于发电机的内部（又称内装式调节器），减少了外接线，并且冷却效果得到了改善，现广泛应用于桑塔纳。奥迪等多种轿车车型上。 （2）晶体管调节器 随着半导体技术的发展，采用了晶体管调节器。其优点是：三极管的开关频率高，且不产生火花，调节精度高，还具有重量轻、体积小、寿命长、可靠性高、电波干扰小等优点，现广泛应用于东风、解放及多种中低档车型。 （3）电脑控制调节器 电脑控制调节器是现在轿车采用的一种新型调节器，由电负载检测仪测量系统总负载后，向发电机电脑发送信号，然后由发动机电脑控制发电机电压调节
器，适时地接通和断开磁场电路，即能可靠地保证电器系统正常工作，使蓄电池充电充足，又能减轻发动机负荷，提高燃料经济性。如上海别克、广州本田等轿车发电机上使用了这种调节器。 （4）触点式电压调节器 触点式电压调节器应用较早，这种调节器触点振动频率慢，存在机械惯性和电磁惯性，电压调节精度低，触点易产生火花，对无线电干扰大，可靠性差，寿命短，现已被淘汰。2.当发电机电压上升到高于蓄电池电压但还低于调节电压上限U2时，发电机处于自励状态。 交流发电机电压调节器的工作原理 当发电机电压高于蓄电池电压但还低于调节电压上限时U2时，VS与VT1仍截止，VT2保持导通。此时励磁电路为： 发电机定子绕组→正极管→发电机输出端子“B”→点火开关SW →熔断器 F3→发电机端子“F1”→发电机励磁绕组RF→发电机端子“F2”→调节器磁场端 子“F”→三极管VT2→调节器搭铁端子“E”→发电机搭铁端子“E”→发电机负极管→发电机定子绕组 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关仪器仪表产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/d6875669.html,/
调节规律与调节控制回路
调节规律与调节控制回路 1、在自动调节控制回路中比例（P）、积分（I）、微分（D）各起 什么作用？ 比例调节器依据“偏差的大小”来动作，它的输出与输入偏差的大小成比例。比例调节及时、有力，但有余差。它用比例度δ来表示其作用的强弱，δ愈小，调节作用愈强，比例作用太强时，会引起振荡。 积分调节依据“偏差是否存在”来动作，它的输出与偏差对时间的积分成比例，只有当余差消失时，积分作用才会停止，其作用是消除余差。但积分作用使最大动偏差增大，延长了调节时间。它用积分时间T来表示其作用的强弱，T愈小，积分作用愈强，但积分作用太强时，也会引起振荡。 微分调节依据“偏差变化速度”来动作，它的输出与输入偏差变化的速度成比例，其效果是阻止被调参数的一切变化，有超前调节的作用，对滞后大的对象有很好的效果。它使调节过程偏差减小，时间缩短，余差也减小（但不能消除）。它用微分时间T d 来表示其作用的强弱，T d大，作用强，但T d太大，也会引起振荡。 2、比例（P）、比例积分（PI）、比例积分微分（PID）调节规律的 适用场合？ 比例（P）调节规律适用于负荷变化较小，纯滞后不太大而工
艺要求不高又允许有余差的调节系统。 比例积分（PI）调节规律适用于对象调节通道时间常数较小，系统负荷变化较大（需要消除干扰引起的余差）、纯滞后不大（时间常数不是太大）而被调参数不允许与给定值有偏差的调节系统。 比例积分微分（PID）调节规律适用于容量滞后较大，纯滞后不太大，不允许有余差的对象。 3、微分（D）调节规律的作用? 由于微分（D）调节规律有超前作用，因此调节器加入微分作用可以：克服调节对象的惯性滞后（时间常数T）、容量滞后（τc）； 但微分作用不能克服调节对象的纯滞后τ0，因为在τ0时间内，被调参数的变化速度为零。 4、压力、流量的调节为何不选用微分调节？而温度、成分调节多 采用微分调节？ 对于压力、流量等被调参数来说，对象调节通道时间常数T0较小，而负荷又变化较快，这时微分作用和积分作用都要引起振荡，对调节质量影响很大，故不采用微分调节规律。 而对于温度、成分等测量通道和调节通道的时间常数较大的系统来说，采用微分规律这种超前作用能够收到较好的效果。
自动调节器典型调节规律及调节过程分析(1)
第八章 调节器调节规律及其对过程影响 第一节 自动调节器典型调节规律及调节过程分析 调节器的基本调节规律是模拟运行人员的基本操作，是运行人员调节动作精华的总结。选择合适的调节器动作规律是热工自动人员的职责范畴，但运行人员如果能理解各种动作的调节过程，就能够使用好相应的自动调节系统。 自动调节的目的是要及时准确地进行调节，前面我们已经讲到基本环节由比例、积分、惯性、微分、迟延组成。因为惯性、迟延环节不符合及时准确的要求，所以我们可考虑的就只有比例、积分、微分这三种特性了（积分、微分调节规律一般不能单独使用）。自动调节器的典型动作规律按照环节特性可分为比例（P ）、比例积分（PI ）、比例微分（PD ）、比例积分微分（PID ）。 一、典型调节规律 1. 比例（P ）调节规律 比例调节作用简称为P 作用，是所有调节器必不可少的一种典型调节作用。P 作用实质上就是典型环节中的比例作用。不过这个环节一般用电子元件构成的电路来实现，其输入输出都是电信号。 比例环节的传递函数P K W =，P K 称为比例环节的比例放大系数；而在比例（P ）调节作用中，传递函数习惯上表示成δ 1 =P W ， （8-1） 式中 P K 1 = δ——调节器的比例带（比例度），δ越大，比例作用越弱。 下面以如图8-1所示的采用浮子式比例调节器的水位调节系统为例，说明比例调节器的调节规律。该系统的被调对象是有自平衡能力的单容水箱；浮子起到检测器的作用，用于感受水位的变化；比例调节器就是杠杆本身，杠杆以O 点为支点可以顺时针或逆时针转动。给定值的大小与给定值连杆的长短有关；选择流入侧阀门作为调节阀，由调节器来控制它的开度变化。当某种扰动使水位升高时（说明此时流入量1q ＞流出量2q ），浮子随之升高，通过杠杆作用使阀门芯下移，关小调节阀，流入量1q 减小直至等于流出量 2q 。反之，当某种扰动使水位降低时（说明此时流入量1q ＜流出量2q ，浮子随之降低，通过杠杆作用使阀门芯上移，开大调节阀，流入量1q 加大直至等于流出量2q 。这样，就可以自动地把水位H 维持在某个 高度附近，完成水位的自动调节。↓↑?μh ，↑↓?μh ，动作方向始终正确，朝着减小被调量波动的方向努力。比例调节器的动画演示见光盘第八章目录下”比例调节器流出侧扰动(阶跃减少)”和“比例调节 图示中连杆长度为L ，水位如图8-1所示。假设在目前调节阀门开度μ下流入流出正好平衡，水位稳定不变。此时，将给定值连杆变短后重新装入，由于连杆变短，水位还是原数值没有变化，所以调节器杠杆右侧下降左端升高，调节阀门开度阶跃开大，使流入量1q 阶跃增加，21q q >，进而引起水位H 上升，水位上升的同时，调节杠杆右侧又不断回升，杠杆左端下移，调节阀开度不断关小，使1q 减小，当21q q =时，水位处于新的平衡状态。这个新的水位高于原来的水位，所以给定值连杆长度变短相当于给定值的增
PI调节器
在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 比例（P）控制 比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。 积分（I）控制 在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（System with Steady-state Error）。
为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 PID是比例,积分,微分的缩写.比例调节作用：是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。积分调节作用：是使系统消除稳态误差,提高无差度。因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI 调节器或PID调节器。微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。因此,可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器
第2章 交流发电机和调节器 第1套
第3章交流发电机及调节器 一、名词解释 1.外搭铁式发电机 2.正极管 3.整体式硅整流发电机 二、填空题 1.硅整流发电机按励磁绕组搭铁方式可分为搭铁式和搭铁式两种。按整流器上硅二极管数目又分管机、管机、管机和管机四种。 2.硅整流二极管按其安装方式可分装式和装式两种。 3.正极管的中心引线为二极管的极、管壳为极，常用色字或填充物标示。 4.硅整流发电机上N接线柱称接线柱，W称接线柱，两者电压均为电枢接线柱电压的。 5.硅整流发电机充电前采用励发电，充电时采用励发电。 6.充电指示灯亮，表明蓄电池处于状态，硅整流发电机处于励状态；充电指示灯由亮转灭，表明电池处于状态，发电机处于励状态。 7.根据集成电路调节器检测电压的方式不同，硅整流发电机可分电压检测式 和电压检测式两种。 8.磁场继电器的作用是自动和交流发电机的电路。 9.用500型万用表R×1档检测二极管正向电阻应为Ω，反向电阻应大于Ω。若正反两方向阻值均很小，说明管子已经损坏；若正反两方向阻值均无穷大，说明管子已经。
10.蓄电池搭铁极性一接反，硅整流发电机硅整流二极管会立即。 11.内藏风扇式硅整流发电机将两只风扇叶片设计在两侧，目的是直接对温度最高的绕组进行冷却，同时可以减少，并可延长机内寿命。 12.硅整流发电机上真空泵一般用油润滑。 13.拆有过盈配合的零件，应采用器进行。 14.硅整流发电机转子轴只能承受次爪极的压出及压入。 15.36槽硅整流发电机三相绕组嵌制时，始边嵌法有四 种：，，，。 16.当拧开真空筒放油螺栓时，发现有过多机油，应及时更换发电机真空泵阀。 17.用 N力按下风扇与发电机之间的三角皮带，皮带挠度应为 mm。 18.发电机电压测试时，空载充电电压应比基准电压高，但不超过 V；负载电压至少比基准电压高 V。 19.调节器触点修磨后，厚度不得小于 mm，触点偏移量不得超过 mm。 20.机械式节压器电压调整时，调节器起作用电压及从载到载的输出电压变化应符合规定值。 21.分立元件晶体管节压器用实验法测试元件性能时，可用法和法判断。 三、判断题 1.硅整流发电机由三相异步交流发电机和硅整流器两大部分组成。（） 2.硅整流发电机都有电刷、滑环。（） 3.无刷式流发电机不必整流。（） 4.壳体与发电机电枢相通的二极管是正极管。（） 5.带中性点二极管的硅整流发电机低速时，可提高10％～15％的输出功率。（） 6.带励磁二极管的硅整流发电机可配装充电指示灯。（） 7.奥迪、桑塔纳轿车配用的交流发电机，既有励磁二极管，又有中性点二极管。（） 8.夏利、奥拓、切诺基汽车流发电机转子设有内藏式风扇。（） 9.硅整流发电机真空泵多为刮片泵。（）
第二章汽车用交流发电机及其调节器
第二章交流发电机及电压调节器 汽车使用的电源有蓄电池和发电机两种。现代汽车采用交流发电机作为主要电源，蓄电池作为辅助电源。在汽车行驶过程中，由发电机向用电设备提供电源，并向蓄电池充电。蓄电池在汽车起动时提供起动电流，当发电机发出电量不足时，可以协同发电机供电。 与直流发电机相比，具有如下几个特点： 1、体积小，质量轻 2、在发动机低速运转时，仍能进行充电 3、故障少，使用寿命长，保修简便 4、调节器结构简单 5、很少产生干扰波 第一节交流发电机的构造 爪极：鸟嘴形：产生近似与正弦波的交流电动势 转子励磁绕组：有电流通过，产生磁场 滑环 轴 三相绕组：产生相位相差120度，大小相等的三相交流电动势定子连接由三角连接和星形连接两种。以星形连接为主。 铁心：由硅钢片叠压而成 整流器：将三相绕组产生的的交流电变为直流。 主要元件：二极管 主要利用了二级管的单向导电性。 前后端盖：由非导磁材料铝合金制成。 特点：漏磁少，质量轻，散热性能好。 第二节交流发电机的工作原理 1、发电原理：在汽车用交流发电机中，由于转子磁极是鸟嘴形，其磁场的分布近似 于正弦规律，所以交流电动势也近似于正弦波形，相位差互为120度。 2、整流原理：:硅二极管具有单向导电性。 在某一瞬间，正极二极管上那一项的电压最高，那一项的正极管子就获得正向电压而导通。负极管上那一项的电压最低，那一项的负极管子就获得正向电压而导通。 实际上，在汽车交流发电机中选用的二极管，其允许的反向电压要高得多，可以承受电路中各种瞬时过电压对二极管的冲击。 三、励磁方法 汽车用交流发电机最常用的是九管的交流发电机，也就是具有九个硅二极管的发电机。其中六个硅二极管组成整流器，利用二极管的单向导电性将交流发电机产生的交流电压转变成直流电压，另外三个二极管提供通过发电机中的励磁绕阻的电流，称为励磁二极
智能调节器特性实验
智能调节器特性实验 一、实验目的 1、了解智能工业调节器的功能和特性,学习调节器的正确使用方法。 2、了解调节器的PID调节规律及其实现方法. 3、掌握调节器比例度、积分时间、微分时间的校验方法 4、了解控制参数自整定的方法。 5、了解控制参数整定在整个系统中的重要性 二、实验原理 （一）PID控制的原理和特点 在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。PID 控制,实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 比例（P）控制 比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。 积分（I）控制 在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 微分（D）控制 在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件,具有抑制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。这就是说,在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势,这样,具有比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。 （二）PID控制器的参数整定 PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID 控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用,还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法,它主要依赖工程经验,直接在控制系统的试验中进行,且方法简单、易于掌握,在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应曲
交流发电机及电压调节器
交流发电机及电压调节器
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交流发电机及电压调节器 来源：中国汽车电机网作者：管理员发布时间：2007-07-10 汽车使用的电源有蓄电池和发电机两种。现代汽车采用交流发电机作为主要电源，蓄电池作为辅助电源。在汽车行驶过程中，由发电机向用电设备提供电源，并向蓄电池充电。蓄电池在汽车起动时提供起动电流，当发电机发出电量不足时，可以协同发电机供电。 与直流发电机相比，具有如下几个特点： ?体积小，质量轻 ?在发动机低速运转时，仍能进行充电 ?故障少，使用寿命长，保修简便 ?调节器结构简单 ?很少产生干扰波 ?交流发电机的构造 交流发电机的工作原理 1.发电原理：在汽车用交流发电机中，由于转子磁极是鸟嘴形，其磁场的分布近似于正弦规律，所以交流电动势也近似于正弦波形，相位差互为120度。 2.整流原理：:硅二极管具有单向导电性。 在某一瞬间，正极二极管上那一项的电压最高，那一项的正极管子就获得正向电压而导通。负极管上那一项的电压最低，那一项的负极管子就获得正向电压而导通。 实际上，在汽车交流发电机中选用的二极管，其允许的反向电压要高得多，可以承受电路中各种瞬时过电压对二极管的冲击。 3.励磁方法 汽车用交流发电机最常用的是九管的交流发电机，也就是具有九个硅二极管的发电机。其中六个硅二极管组成整流器，利用二极管的单向导电性将交流发电机产生的交流电压转变成直流电压，另外三个二极管提供通过发电机中的励磁绕阻的电流，称为励磁二极管。九管
(汽车行业)第二章汽车用交流发电机及其调节器
（汽车行业）第二章汽车用交流发电机及其调节器
第二章交流发电机及电压调节器 汽车使用的电源有蓄电池和发电机俩种。现代汽车采用交流发电机作为主要电源，蓄电池作为辅助电源。在汽车行驶过程中，由发电机向用电设备提供电源，且向蓄电池充电。蓄电池在汽车起动时提供起动电流，当发电机发出电量不足时，能够协同发电机供电。 和直流发电机相比，具有如下几个特点： 体积小，质量轻 在发动机低速运转时，仍能进行充电 故障少，使用寿命长，保修简便 调节器结构简单 很少产生干扰波 交流发电机的构造 爪极：鸟嘴形：产生近似和正弦波的交流电动势 转子励磁绕组：有电流通过，产生磁场 滑环 轴 三相绕组：产生相位相差120度，大小相等的三相交流电动势 定子连接由三角连接和星形连接俩种。以星形连接为主。 铁心：由硅钢片叠压而成 整流器：将三相绕组产生的的交流电变为直流。 主要元件：二极管 主要利用了二级管的单向导电性。 前后端盖：由非导磁材料铝合金制成。 特点：漏磁少，质量轻，散热性能好。 交流发电机的工作原理 发电原理：在汽车用交流发电机中，由于转子磁极是鸟嘴形，其磁场的分布近似于正弦规律，所以交流电动势也近似于正弦波形，相位差互为120度。 整流原理：:硅二极管具有单向导电性。 在某壹瞬间，正极二极管上那壹项的电压最高，那壹项的正极管子就获得正向电压而导通。负极管上那壹项的电压最低，那壹项的负极管子就获得正向电压而导通。 实际上，在汽车交流发电机中选用的二极管，其允许的反向电压要高得多，能够承受电路中各种瞬时过电压对二极管的冲击。 三、励磁方法 汽车用交流发电机最常用的是九管的交流发电机，也就是具有九个硅二极管的发电机。其中六个硅二极管组成整流器，利用二极管的单向导电性将交流发电机产生的交流电压转变成直流电压，另外三个二极管提供通过发电机中的励磁绕阻的电流，称为励磁二极管。九管交流发电机不仅能够控制充电指示灯指示蓄电池的充电情况，指示充电系统是否发生故障，仍能够在停车时，提醒驾驶员断开点火开关。 图10-19管交流发电机的原理图 由于二极管有0.6v的门坎电压，所以汽车用交流发电机只有在发电机在较高转速的时候才能自己发电，称为自励过程。当发电机的转速较低时，由蓄电池供
发电机及电压调节器.(DOC)
第二章发电机及电压调节器 汽车电源系统主要由蓄电池、发电机和电压调节器等组成，蓄电池和发电机并联于汽车电路之中，发电机是主要电源，蓄电池是辅助电源。在发动机停转或起动时，汽车由蓄电池供给电能；发动机起动后，带动发电机运转，如果发电机供电能力能满足用电需要，则由发电机向所有用电设备供电；否则，由发电机和蓄电池共同供电。发电机供电过剩时，向蓄电池充电。汽车用交流发电机主要由转子、定子、整流器及前后端盖等组成。 第一节交流发电机的构造及类型 一、交流发电机的分类 1．按总体结构分类 （1）普通交流发电机：无特殊装置，无特殊功能的汽车交流发电机，称为普通交流发电机。如东风E Q1090型载货汽车用JF132N型交流发电机。 （2）整体式交流发电机：即内装电子调节器的交流发电机。如一汽捷达、上海桑塔纳轿车用JFZ1913Z型14V90A发电机 （3）无刷交流发电机：即没有电刷和集电环（滑环）的交流发电机。如东风E Q2102型越野汽车用JF W2621型28 V45A整体式发电机 （4）带泵交流发电机：即带真空制动助力泵的交流发电机。如仙游电机厂生产的JFB1712型交流发电机。 2．按整流器结构不同分类 （1）六管交流发电机：即整流器由六只整流二极管组成三相桥式全波整流电路的交流发电机。如解放CA1091型载货汽车用JF1518交流发电机。 （2）八管交流发电机：即整流器总成由八只二极管组成的交流发电机。如天津夏利TJ7130型微型轿车用JFZ1542型14V45A型交流发电机。 （3）九管交流发电机：即整流器总成由九只二极管组成的交流发电机。如斯太尔(STEYR）汽车用JFZ2518A型28V27A交流发电机和猎豹（PAJERO）汽车4664型发动机用14V75A交流发电机。 （4）十一管交流发电机：即整流器总成由11只二极管组成的交流发电机。如一汽捷达、上海桑塔纳轿车用JFZ1913Z型14V90A发电机。 整流原理参见《汽车电工与电子技术基础》。 3．磁场线圈搭铁型式分类 （1）内搭铁型交流发电机：即发电机磁场线圈的一端与发电机壳体连接的交流发电机。如东风EQ1090型载货汽车用JF132N型交流发电机。 （2）外搭铁型交流发电机：即磁场线圈的一端经调节器后搭铁的交流发电机。如捷达、桑塔纳轿车用JFZ1913Z型14V90A发电机、解放CA1091型载货汽车用JF1522A型交流发电机、东风EQ2102型越野汽车用JFW2621型28V45A整体式发电机等。目前，大多数汽车都采用外搭铁型交流发电机。 二、交流发电机的构造 汽车用交流发电机主要由转子、定子、整流器及前后端盖等组成。如图2－1所示。
交流发电机调节器作用与基本原理
HWJT-09C 型微机励磁装置 使用说明书 目录 第一部分概述 第二部分功能规范及应用环境 2.1 主要特点 2.2、基本功能. 2.4、技术数据 2.5、主要技术指标 2.6、使用条件 第三部分励磁控制装置原理 3.1、励磁控制装置组成. 3.1.1.可控硅功率系统. 3.1.2.IGBT 功率系统 3.2、励磁系统控制部分说明 3.2.1、A VR 硬件系统介绍 3.2.1.1 输入 3.2.1.2 输出 3.2.2、控制电源 3.2.3、软件系统介绍 3.2.4、励磁监控单元 3.3、功率部分组成 3.3.1、可控硅功率单元 3.3.2、IGBT 功率系统 (50) 3.4、灭磁及过电压保护装置 (53) 3.4.1、灭磁及过电压保护系统组成 (53) 3.4.2、灭磁及转子过电压保护装置的工作原理 (53) 武汉洪山电工科技有限公司第3页
HEST HWJT-09C 微机励磁调节器使用说明书3.4.3、灭磁及转子过电压保护装置的技术规范及常用整定计算方法 (57) 3.4.4、高能氧化锌压敏电阻介绍 (58) 3.5、独立励磁电流调节通道（可选配） (59) 3.6、PLC 操作控制系统（可选配） (60) 第四部分控制装置使用及操作说明 (61) 4.1、系统介绍 (61) 调节器及功放电源 (61) 4.2、调节器面板说明 (61) 4.3、人机界面使用操作说明 (63) 第六部分装置的基本操作方法及维护 (76) 6.1、基本操作 (76) 6.1.1、安全要求和基本规定 (76) 安全规章 (76) 6.1.2、励磁装置的投入和退出 (78) 6.1.3、控制单元的操作 (79) 6.2、异常处理 (80) 6.2.1、一般性异常 (80) 武 6.2.2、励磁装置故障和异常 (81) 6.3、操作注意事项 (83) 6.3.1、运行人员注意事项 (83) 6.3.2、检修人员注意事项 (84) 6.4、基本维护 (84) 第七部分设备结构 (85) 第一部分概述 主要特点： 系统具有最小布线，高可靠性； 适应能力较强，能适应高温、高湿、腐蚀、振动冲击、灰尘等恶劣环境； 有很强的电磁兼容性，有高抗干扰能力及共模抑制能力。 双通道DSP 处理器构成的励磁调节控制器互为热备用 控制系统在系统冗余方面可选择双通道互为备用，分冷备用及热备用两种方式。所 谓冷备用，是指在正常运行方式下，系统中只有一个通道在输出，另一通道跟踪主通道运行；通常也称该方式为主/备冗余方式。该方式的关键技术在切换方面，切换过程需可靠，同时备用通道需长期跟踪工作通道的运行，独立于双通道的判断及切换电路是该方式的不足之处，往往易造成切换问题，即从主通道切换至备用通道常常切换不过来。 热备用方式——双通道并联运行方式。该方式的最大特点是：在正常运行的方式下，双通道同时输出。 HWJT-09C 微机励磁调节装置双通道为热备用方式——双通道并联运行方式。出现 某通道故障，控制系统通过其自身的软、硬件诊断系统（WA TCHDOG）及相互通讯，自动地将故障通道退出。该方式的优点在于从根本上避免了主/备方式下的切换及判断所带来的一系列问题，系统的可靠性要高。 运行方式也可采用主从备用方式。 励磁监控单元 励磁监控单元以人机界面为主要部件，人机界面为工业控制中非常成熟的人机交互 平台。人机界面通常可以随意选择液晶显示器的大小和显示器的色彩等，并配以触摸屏结构，为工业领域的通用配件。人机界面通过RS232C/RS485 串行通讯口与励磁调节器单元相联，从而实现对励磁系统各组成部分的集中控制和管理。 励磁系统监控单元可显示发电机定子电压、定子电流、有功功率、无功功率、励磁
轮机自动化-第一章-第三节-调节规律347题
3000KW 及以上大管轮、轮机长、轮机自动化光盘题 第一章 第三节 调节规律347题(共计3节) 考点1 辅锅炉浮子式水位控制系统是按双位作用规律工作的，通常也简称为位式作用规律，这种作用规律的特点是，调节器只有两个输出状态，它不能使被控量稳定在某个值上。当被控量下降到下限值时，调节器的输出接通电机电源使电机转动，或令电磁阀通电使阀门全开。当被控量达到上限值时，调节器动作使电机断电停转，或电磁阀断电阀门全关。当被控量在上、下限之间变化时，调节器输出状态不变。 考点2 压力开关也叫压力调节器，属于位式作用规律，可用于辅锅炉蒸汽压力的双位控制。 现已YT-1226型压力调节器为例，调整给定弹簧的预紧力，可调整触点动作的下限压力值，用P x 表示。调整幅差弹簧的预紧力，即可调整触点动作的压力上限值，用P z 表示。ΔP ＝P z －P x 称为幅差。输入压力信号P 入的下限值是通过人工调整给定弹簧的预紧力调整的，要确定压力的上限值，只需求出幅差即可。 螺钉14有一红色标记，在它旁边的圆柱面上有0～10挡刻度。红色标记对准0挡，其ΔP ＝0.07 MPa ；红色标记对准10挡，其ΔP ＝0.25 M P a 红色标记对准不同档时，其ΔP 的计算公式为 10)07.025.0(07.0X Z X P P P ?-+=-=? 式中：X 是设定的挡数，各数值的单位均为 MPa 。这样，在压力的上限值P z 、压力的下限值P x 及所设定的挡数X 这三个变量中，知道任意中的两个，就可以求出第三个。 考点3 比例作用规律是指调节器的输出量P （调节阀开度的变化量）与输入量e （被控量的偏差值）成比例变化，其输出与输入之间的函数关系为 P （t ）＝K ·e （t ） 式中：K 是比例调节器的放大倍数。放大倍数K 大，在输入相同偏差e （t ）信号时，调节器输出量P （t ）大，也就是调节器指挥调节阀开度的变化量大，我们就说它的比例作用强；反之，K 小，其比例作用弱。用比例作用规律制成的调节器，称为比例调节器。 比例作用规律的优点是，调节阀的开度能较及时地反映控制对象负荷的大小。负荷变化大，偏差e （t ）就大，调节阀开度会成比例变化，对被控量控制比较及时。比例作用规律存在的缺点也是明显的。当控制对象受到扰动后，在比例调节器的控制作用下，被控量不能完全回到给定值上来，只能恢复到给定值附近。被控量的稳态值与给定值之间必定存在一个较小的静态偏差，这是比例作用存在的固有的、不可克服的缺点。 比例控制系统虽然存在静态偏差，但这个偏差值是不大的，与有自平衡能力的控制对象受到扰动后，被控量自行稳定在新稳态值上的变化量相比较要小得多，动态过程进行也要快得多。因此，对被控量稳态精度要求不是很高控制系统中，采用结构比较简单的比例调节器是较为普遍的。 考点4 比例带PB 或比例度δ，是指调节器的相对输入量与相对输出量之比的百分数，即 %100%100%100//)(max max max max ?=???=??=K R P e X P P P X e PB δ 式中：e 是被控量的变化量（偏差值），ΔX max 是被控量允许变化的最大范围，叫全量程。被控量的变化量 与全量程的比值e /ΔX max 是调节器的相对输入量；P 是调节阀开度的变化量；P max 是调节阀开度的最大变化 量，即调节阀从全关到全开或全开到全关叫全行程，调节阀开度变化量与全行程的比值P /P max 是调节器的相对输出量。R ＝P max /ΔX max 叫量程系数，在单元组合仪表中，R ＝1。这样，%1001?=K PB ，显然，比例 带PB 与放大倍数成反比。 比例带PB 的物理意义可以这样来理解，假定调节器指挥调节阀开度变化全行程（从全关到全开或从全开到全关），需要被控量的变化量占全量程的百分数就是比例带。换句话说，控制系统受到扰动后，被控量要离开给定值出现偏差，调节器将使调节阀的开度成比例地变化。偏差越大，调节阀开度的变化量越大，当偏差大到使调节器控制调节阀开度变化全行程时，该偏差占全量程的百分数就是比例带。例
PI调节规律
比例（P）控制 比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。 积分（I）控制 在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（System with Steady-state Error）。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 微分（D）控制 在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件,具有抑制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。这就是说,在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势,这样,具有比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。 5、PID控制器的参数整定 PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用,还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法,它主要依赖工程经验,直接在控制系统的试验中进行,且方法简单、易于掌握,在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点,其共同点都是通过试验,然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数,都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作﹔(2)仅加入比例控制环节,直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡,记下这时的比例放大系数和临界振荡周期﹔(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。 PID参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉,参考测量值跟踪与设定值曲线,从而调整P\I\D的大小。 PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s 压力P: P=30~70%,T=24~180s, 液位L: P=20~80%,T=60~300s, 流量L: P=40~100%,T=6~60s。
调节器调调节规律的选择
调节器调调节规律的选择 目前,工业上常用的主要有P、I、D三种调节规律组合而成。调节器的选型应根据调节系统的特性和工艺要求。 比例调节器的特点是：调节器的输出与偏差成比例，阀门位置与偏差之间有对应关系。当负荷变化时，克服干扰能力强，过渡过程时间短，过程终了存在余差。负荷变化愈大，余差愈大。 它适用于调节通道滞后较小，负荷变化不大，工艺参数只要求在一个范围内变化的系统。如中间贮罐的液位、精馏塔塔釜液位，以及不太重要的蒸汽压力等。 比例积分调节器的特点是：积分作用使调节器的输出与偏差的积分成比例。积分作用使过渡过程结束时无余差，但稳定性降低。虽然加大比例度可以提高稳定性，但超调量和振荡周期都增大，回复时间也加长。 比例积分调节器适用于调通道滞后较小，负荷变化不大，工艺参数不允许有余差的系统。例如流量、压力和要求严格的液位调节系统，都采用比例积分调节器。这是使用最多，应用最广的调节器。 比例积分微分调节器的特点是：微分作用使调节器的输出与偏差变化速度成比例。它对克服容量滞后有显著效果。在比例的基础上加入微分作用则增加稳定性。再加上积分作用可以消除余差。对于滞后很小的对象，应避免引入微分作用，否则会导致系统的不稳定。 PID三作用调节器用于容量滞后较大的对象（如温度对象），负荷变化大的系统可获得满意的调节质量。
调节参数的工程整定 调节系统的过渡过程，与调节对象的特性、干扰形式和大小、调节方案的确定以及调节参数的整定有着密切的关系。对象特性和干扰情况是受工艺操作和设备特性限制的。在确定调节方案时，只能尽量设计合理，并不能任意改变它。一旦方案确定之后，对象各通道的特性就已成定居。这时调节系统的调节质量只取决于调节器参数的整定了。所谓调节器参数的整定，就是求取最好的过渡过程中调节器的比例度δ、积分时间T1、微分时间T D具体数值的工作。 整定调节器参数的方法，至今已有几十种，可分两大类。一类是理论计算整定法。如反应曲线法、频率特性法、根轨迹法等。这些方法都要获得对象的动态特性。由于化工对象特性复杂，其理论推导和实验测定都比较困难；有的不能得到完全符合实际对象特性的资料；有的方法繁琐，计算麻烦；有的采用近似方法忽略了一些因素。因此，最后所得数据可靠性不高，还需要拿到现场去修改。因而在工程上多不采用。 另一类是工程整定的方法。就是避开对象特性曲线和数学描述，直接在调节系统中进行整定。其方法简单，计算简便，容易掌握。当然，这是近似的方法，所得调节器的参数不一定是最佳参数。但是相当实用，可以解决一般实际问题。 一、经验凑试法 此法是根据经验先将调节器参数放在一个数值上，直接在闭合调节系统中，通过改变给定值施加干扰，在记录仪上看过渡过程曲线。