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課程設計成果說明書題 目：基于微機處理的自動并車裝置學生姓名：仰 偉學 號：081310117學 院： 東?？茖W技術學院 班 級： C08電氣1班 指導教師： 單 海 校 浙江海洋學院教務處2011年12月25日浙江海洋學院 機電工程 學院課程設計成績評定表2010-2011年第一 學期學院 東?？茖W技術學院 班級 C08電氣( 2) 專業(yè) 電氣工程及其自動化 學生姓名(學 號) 仰偉081310117課程設計名 稱船舶電站自動化題 目基于微機處理的自動并車裝置指導教師評語指導教師簽名： 年 月 日答辯評語及成績答辯小組教師簽名： 年 月 日浙江海洋學院課程設計任務書學院 東?？茖W技術學院 班級 C08電氣1） 專業(yè) 電氣工程及其自動化學生姓名(學號)仰偉81310117課程名稱船舶電站自動化設計題目基于微機處理的自動并車裝置完成期限自 2011年12月 1 日至 2011年12月 14 日 共1.5 周設計依據(jù)一臺發(fā)電機在投入電力系統(tǒng)前，它的某些參數(shù)必須要滿足一定的要求，才允許進行并車操作，而后進入并聯(lián)運行。這些參數(shù)有電壓大小、頻率和相位。因此，待并發(fā)電機組在并車前要通過相應并車裝置進行適當?shù)牟僮?，使這些參數(shù)符合實際并車條件。并車裝置有準同步并車、手動準同步并車、電抗同步并車等方式，這里設計的是一個是一個基于微機處理技術的自動并車裝置，運用計算機技術來實現(xiàn)自動并車的。設計要求及主要內(nèi)容本設計的自動并車裝置自動調(diào)節(jié)待并發(fā)電機的電壓與電網(wǎng)電壓相等、頻率相等、相位一致，以達到實際并車條件。調(diào)頻環(huán)節(jié)使用測值量法來檢測并調(diào)整差頻方向與大小，以滿足并車頻率條件。由于主開關在接到合閘信號到主觸頭閉合要一定的動作時間，這要求在差頻脈沖電壓過零前某一時刻就發(fā)出合閘指令，這一提前指令可以用時間來衡量，也可以用相角差來衡量。本設計采用測量相位差法設計提前量投入指令，以完成并車操作。由于恒定超前時間可以作到發(fā)電機主開關觸頭在條件，即相位相同條件下閉合，所以相位一致并車條件在提前量設計中已考慮進去，故不再贅述。電壓調(diào)節(jié)設計從略參考資料1、劉國平.船舶電氣與通信M.北京：海洋出版社,20042、姜錦范.船舶電站及自動化M. 大連: 大連海事出版社,20053、艦船電力系統(tǒng)及自動裝置，2008指導教師簽字日期基于微機處理的自動并車裝置.自動并車調(diào)頻環(huán)節(jié)設計：本設計采用測量sin值法設計調(diào)頻環(huán)節(jié)。測量sin值法在這種方法中需硬件向微機提供下列波形：l 電網(wǎng)電壓由負到正的過零脈沖；l Sin的正弦電壓模擬量；l cos正負值的開關量；1）測量原理（1）差頻方向的判斷因為相位差，差頻，所以當正差頻時，就是0時，也大于0，此時相位差值是正值，從增長至再至（），即有；當負頻差0時的與0時的兩者相位差為，但的余弦值，因為，即無論值是大于0還是小于0，的值不變，有關波形如圖1所示。圖1由圖可見，只要檢測（相同位點）后值的正負，即可判斷差頻的正負，當值大于0，則微機輸出減速指令；當值小于0，微機輸出加速指令。點的判斷：從圖1的波形圖中可見，無論是大于0，還是小于0，當0時，的過零點即為同相點；0時為1，時，在相位差從至變化過程中，電網(wǎng)電壓上升沿與待并機組電壓上升沿之間時間差是逐漸減小的，在值后t最大，在值時為0；當情況下的值是逐漸減小的，所以只要測得值等于或第一次出現(xiàn)小于計算出值時即可發(fā)出合閘脈沖。對于提前合閘時間檢測不需要另設硬件，可與上述調(diào)頻環(huán)節(jié)中計時法共用一套硬件接口電路，檢測過程全由用戶編制的軟件程序進行處理。應用此原理微機控制自動并車主程序原理見框圖7圖7從圖原理流程圖可見，該微機控制并車程序中先檢測發(fā)電機是否已經(jīng)建壓；建壓后即檢測差頻，不符合要求即調(diào)速，同時設有呆滯擾動環(huán)節(jié)；只有當待并機組頻率高于電網(wǎng)頻率情況下才進入合閘程序，在合閘脈沖發(fā)出后，如因電網(wǎng)負荷變化行或待并機組轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定等因素造成差頻變化，而使發(fā)合閘脈沖時的越前時間與此時應需越前時間之差超過設定范圍時，則阻止合閘，一旦合閘后即進入頻載調(diào)節(jié)程序。圖8為對應于上述原理的具體主程序流程圖。B=0PA0是上升沿嗎PA0=0?PA2是上升沿嗎PA2=0?D=0?PA0=0?D=0?PA1=1?PA2=0?D=BB=100Tabc*DPA0是上升沿嗎?PA2是上升沿嗎?B=1發(fā)合閘脈沖設定PID位控：A口輸入、B口輸出，B=0,C=0,D=03H,E=06HPA0是上升沿嗎?PA2是上升沿嗎?B-1B=0?D-1B-1B=0?B-1B=0?增速E-1E=0?減速B+1B-1B+1B-D=0?B-1B-D=0?已合閘否頻載調(diào)節(jié)程序阻止合閘2B-1=0?圖8微機PIO中A口被設定為輸入，B口為輸出。整形后電網(wǎng)電壓方波輸入，整形后發(fā)電機電壓方波輸入，經(jīng)降壓、濾波后的發(fā)電機電壓輸入。、用于調(diào)頻與合閘，用于判斷發(fā)電機建壓與否及檢測電壓差用。微機CPU中寄存器對BC用于測量電網(wǎng)電壓周期及與待并機電壓周期之差用，另外也用于寄存所計算的越前時間值（電網(wǎng)額定頻率為50Hz）；寄存器D調(diào)頻時用于控制呆滯擾動用，合閘時用作寄存值；寄存器E用于設定允許合閘差頻大小。通過上述調(diào)頻環(huán)節(jié)和提前量產(chǎn)生環(huán)節(jié)的設計，自動并車裝置就能