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2012注冊電氣工程師考試：電氣設備百科匯總

勵磁電流

在同步發電機的控制系統中，勵磁調節器是其中的重要組成部分。當發電機單機運行時，勵磁調節器通過調整發電機的勵磁電流來調整發電機的端電壓，當電力系統中有多臺發電機并聯運行時，勵磁調節器通過調整勵磁電流來合理分配并聯運行發電機組間的無功功率，從而提高電力系統的靜態和動態穩定性。因此，國內外相關專業人士一直致力于勵磁調節器的研究。勵磁調節器的發展也由機械式到電磁式，再發展到今天的數字式。目前，數字式勵磁調節器的主導產品是以微型計算機為核心構成的，但其造價高，需要較高技術支持，在一些小型機組上推廣有一定難度。由此，出現了以MCS-51單片機為核心的勵磁調節器[1][2]。MCS-51單片機內部資源較少使得外圍電路復雜，從而影響了整個勵磁控制系統的精確性、快速性和穩定性。文提出了一種基于PIC16F877的同步發電機自并勵微機勵磁調節器的設計方法。

PIC16F877是美國Microchip公司生產的PIC16F87X系列芯片中功能最為齊全的微控制器。它可以實現在線調試和在線程，內部帶有8路10位A/ D 轉換器 ，8KХ14位FLASH程序存儲器,368Х8位RAM,256Х8位的EEPROM,14個中斷源和3個定時/ 計數器,片內集成多達15個外圍設備模塊，因此外圍電路大大簡化，成降低。

2 自并勵微機勵磁調節器基工作原理

圖1為自并勵勵磁系統的原理接線圖。發電機勵磁功率取自發電機端，經過勵磁變壓器LB降壓，可控硅整流器KZL整流后給發電機勵磁。自動勵磁調節器根據裝在發電機出口的電壓互感器TV和電流互感器TA采集的電壓、電流信號以及其它輸入信號，按事先確定的調節準則控制觸發三相全控整流橋可控硅的移相脈沖，從而調節發電機的勵磁電流，使得在單機運行時實現自動穩壓，在并網時實現自動調節無功功率，提高電力系統的穩定性。

發電機的線電壓UAC和相電流IB分別經電壓互感器和電流互感器變送后，經鑒相電路產生電壓周期的方波脈沖和電壓電流相位差的方波脈沖信號送PIC16F877微控制器，用PIC的計數器測量這兩脈沖的寬度，便可得到相位差計數值，即電網的功率因素角[1]。然后通過查表得出相應的功率因素，進一步求出有功功率和無功功率。

控制單元選用一片PIC16F877單片機，因PIC16F877單片機內部有A/D轉換功能，從而不用外部A/D模塊，這樣減少了外部器件，降低了成，增強了抗干擾能力。PIC單片機根據從輸入通道采集的發電機運行狀態變量的實時數據，進行控制計算和邏判斷，求得控制量。在可控硅整流電路中，要求控制電路按照交流電源的相位向可控硅控制極輸出一系列的脈沖，才能實現可控硅順利導通和自然換相。“同步和數字觸發控制電路”的作用就是將計算機CPU計算出來的、用數字量表示的可控硅控制角轉換為觸發脈沖。由功率放大電路將觸發脈沖放大后去觸發可控硅，從而控制勵磁電流。

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