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课程设计成果说明书题 目：基于微机处理的自动并车装置学生姓名：仰 伟学 号：081310117学 院： 东海科学技术学院 班 级： C08电气1班 指导教师： 单 海 校 浙江海洋学院教务处2011年12月25日浙江海洋学院 机电工程 学院课程设计成绩评定表2010-2011年第一 学期学院 东海科学技术学院 班级 C08电气( 2) 专业 电气工程及其自动化 学生姓名(学 号) 仰伟081310117课程设计名 称船舶电站自动化题 目基于微机处理的自动并车装置指导教师评语指导教师签名： 年 月 日答辩评语及成绩答辩小组教师签名： 年 月 日浙江海洋学院课程设计任务书学院 东海科学技术学院 班级 C08电气1） 专业 电气工程及其自动化学生姓名(学号)仰伟81310117课程名称船舶电站自动化设计题目基于微机处理的自动并车装置完成期限自 2011年12月 1 日至 2011年12月 14 日 共1.5 周设计依据一台发电机在投入电力系统前，它的某些参数必须要满足一定的要求，才允许进行并车操作，而后进入并联运行。这些参数有电压大小、频率和相位。因此，待并发电机组在并车前要通过相应并车装置进行适当的操作，使这些参数符合实际并车条件。并车装置有准同步并车、手动准同步并车、电抗同步并车等方式，这里设计的是一个是一个基于微机处理技术的自动并车装置，运用计算机技术来实现自动并车的。设计要求及主要内容本设计的自动并车装置自动调节待并发电机的电压与电网电压相等、频率相等、相位一致，以达到实际并车条件。调频环节使用测值量法来检测并调整差频方向与大小，以满足并车频率条件。由于主开关在接到合闸信号到主触头闭合要一定的动作时间，这要求在差频脉冲电压过零前某一时刻就发出合闸指令，这一提前指令可以用时间来衡量，也可以用相角差来衡量。本设计采用测量相位差法设计提前量投入指令，以完成并车操作。由于恒定超前时间可以作到发电机主开关触头在条件，即相位相同条件下闭合，所以相位一致并车条件在提前量设计中已考虑进去，故不再赘述。电压调节设计从略参考资料1、刘国平.船舶电气与通信M.北京：海洋出版社,20042、姜锦范.船舶电站及自动化M. 大连: 大连海事出版社,20053、舰船电力系统及自动装置，2008指导教师签字日期基于微机处理的自动并车装置.自动并车调频环节设计：本设计采用测量sin值法设计调频环节。测量sin值法在这种方法中需硬件向微机提供下列波形：l 电网电压由负到正的过零脉冲；l Sin的正弦电压模拟量；l cos正负值的开关量；1）测量原理（1）差频方向的判断因为相位差，差频，所以当正差频时，就是0时，也大于0，此时相位差值是正值，从增长至再至（），即有；当负频差0时的与0时的两者相位差为，但的余弦值，因为，即无论值是大于0还是小于0，的值不变，有关波形如图1所示。图1由图可见，只要检测（相同位点）后值的正负，即可判断差频的正负，当值大于0，则微机输出减速指令；当值小于0，微机输出加速指令。点的判断：从图1的波形图中可见，无论是大于0，还是小于0，当0时，的过零点即为同相点；0时为1，时，在相位差从至变化过程中，电网电压上升沿与待并机组电压上升沿之间时间差是逐渐减小的，在值后t最大，在值时为0；当情况下的值是逐渐减小的，所以只要测得值等于或第一次出现小于计算出值时即可发出合闸脉冲。对于提前合闸时间检测不需要另设硬件，可与上述调频环节中计时法共用一套硬件接口电路，检测过程全由用户编制的软件程序进行处理。应用此原理微机控制自动并车主程序原理见框图7图7从图原理流程图可见，该微机控制并车程序中先检测发电机是否已经建压；建压后即检测差频，不符合要求即调速，同时设有呆滞扰动环节；只有当待并机组频率高于电网频率情况下才进入合闸程序，在合闸脉冲发出后，如因电网负荷变化行或待并机组转速不稳定等因素造成差频变化，而使发合闸脉冲时的越前时间与此时应需越前时间之差超过设定范围时，则阻止合闸，一旦合闸后即进入频载调节程序。图8为对应于上述原理的具体主程序流程图。B=0PA0是上升沿吗PA0=0?PA2是上升沿吗PA2=0?D=0?PA0=0?D=0?PA1=1?PA2=0?D=BB=100Tabc*DPA0是上升沿吗?PA2是上升沿吗?B=1发合闸脉冲设定PID位控：A口输入、B口输出，B=0,C=0,D=03H,E=06HPA0是上升沿吗?PA2是上升沿吗?B-1B=0?D-1B-1B=0?B-1B=0?增速E-1E=0?减速B+1B-1B+1B-D=0?B-1B-D=0?已合闸否频载调节程序阻止合闸2B-1=0?图8微机PIO中A口被设定为输入，B口为输出。整形后电网电压方波输入，整形后发电机电压方波输入，经降压、滤波后的发电机电压输入。、用于调频与合闸，用于判断发电机建压与否及检测电压差用。微机CPU中寄存器对BC用于测量电网电压周期及与待并机电压周期之差用，另外也用于寄存所计算的越前时间值（电网额定频率为50Hz）；寄存器D调频时用于控制呆滞扰动用，合闸时用作寄存值；寄存器E用于设定允许合闸差频大小。通过上述调频环节和提前量产生环节的设计，自动并车装置就能