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发电机（含双馈机）励磁控制系统综合实验实验报告专业班级：姓名:学号:实验地点:指导老师:一 概述励磁控制系统实验接线图如图1可供选择的励磁方式有两种：自并励和他励。
当三相全（半）控桥的交流输入电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。
而当交流输入电源取自380v 市电时，构成他励励磁系统。
两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，全控时的触发脉冲为双脉冲，具有最大最小a 限制。
以下实验操作均针对附录A 中的发电机控制系统实验平台而言。
图1励磁控制系统实验接线图综合实验台中，微机励磁调节器的控制方式有四种：恒G U （保持机端电压为定值）、恒L I （保持励磁电流为定值）、恒Q （保持发电机无功功率为定值）和恒a （保持控制角恒定）。
其中，恒a 方式是一种开环控制方式，只限于他励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。
当操作励磁调节器的增、减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增、减按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。
发电机正常运行时，三相全（半）控桥处于整流状态，控制角a 小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器的控制角a 大于90°，实现逆变灭磁。
电力系统稳定器——P SS 是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁控制系统安全可靠运行的重要环节。
二 实验及思考实验一 不同a 角（控制角）对应的励磁电压波形观测实验在不起动机组的状态下，操作“增磁”按钮或“减磁”按钮即可逐渐减小或增加控制角a ，从而改变三相全控桥的电压输出及其波形。
实验时，调节励磁电流为表2-1规定的若干值，通过接在d U +、d U -之间的示波器观测全控桥输出电压波形，并由电压波形估算出a 角，另外利用数字万用表测出全控桥的直流输出电压fd U 和交流输入电压AC U ，将以上数据计入表，通过fd U ，AC U 和数学计算公式也可计算出一个a 角来；完成此表后，比较两种途径得出的a 角有无不同，分析其原因。
Feb. 2021Vdl.2& No.22021年2月 第28卷第2期控制工程Control Engineering of China文章编号：1671・7848(2021)02・0327・08DOI: 10.14107/j .cnki.kzgc.20190341永磁同步电机单电流调节器弱磁控制策略优化石讯1,易映萍 >,石伟2(1.上海理工大学机械工程学院，上海200093； 2.许继集团有限公司，河南许昌461000)摘要：针对电压角度法单电流调节器弱磁控制策略带来的内环稳定性下降问题，采用小 信号模型法推导了使用该控制策略时电机的传递函数，证明了控制系统本质上是一个非最 小相位系统。
针对使用该控制竟略时内置式电机参数特性导致的开环极点接近虚轴的问题，提出采用PD 控制器前馈补偿策略。
针对电机弱磁控制过程中极点改变导致传统PID 控制器参数整定不合理的问题，基于内模控制原理，提出采用变参数PID 控制器的弱磁控制罠略。
仿真与实验结果表明，所提出的方法可以有效提高使用电压角度法单电流调节器 弱磁控制罠略时电流内环的稳定性。
关键词：永磁同步电机；单电流调节器弱磁控制策略；电压角度法；非最小相位系统；变 参数PID 控制中图分类号：TP29文献标识码：AOptimization of Single Current Regulator Flux-weakening Control Strategy forPermanent Magnet Synchronous MotorSHIXun 1, YI Ying-ping 1, SHI Wei 2(1. School of Mechanical Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China;2. XJ Group Corporation, Xuchang 461000, China)Abstract: Aiming at the problem of decreased stability of the inner loop caused by the voltage angle methodsingle current regulator flux-weakening control strategy, the small signal model method is used to derive thetransfer function of the motor when the control strategy is used, which proves that the control system isessentially a non-minimum phase system. Aiming at the problem that the open-loop pole is close to the virtualaxis caused by the interior motor parameter characteristics when using this control strategy, a PD controllerfeedforward compensation strategy is proposed. Aiming at the problem that the parameter setting of thetraditional PID controller is unreasonable due to the pole change in the motor flux-weakening control process,based on the principle of internal model control, a flux-weakening control strategy using variable parameterPID controller is proposed. Simulation and experimental results show that the proposed method can efifectivelyimprove the stability of the current inner loop when the voltage angle method is used for single currentregulator flux-weakening control strategy.Key words: PMSM; single current regulator flux-weakening control strategy; voltage angle method;non-minimum phase system; variable parameter PID control1引言由于转子永磁体安装位置的不同，内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronousmotor, EPMSM)相对于表贴式永磁同步电机具有更加稳定的转子机械结构。
电气传动2022年第52卷第1期摘要：数字控制器存在的固有控制时延会影响并网逆变器入网电流的控制性能，为此提出一种控制算法优化方案，旨在降低控制时延带来的不利影响。
首先分析了控制时延以及零阶保持器对比例-积分（propor⁃tional-integral ，PI ）控制器参数稳定域及系统阶跃响应的影响，在此基础上提出采用超前环节来补偿控制时延带来的相角滞后，分析不同补偿参数下的性能差异并选定了最优补偿参数，经过超前环节补偿后的PI 控制算法能拓宽PI 参数的稳定域以及提升控制系统动态性能。
最后，利用Matlab/Simulink 仿真平台以及并网逆变器样机验证了所提算法的有效性与实用性。
关键词：并网逆变器；控制时延；比例积分控制；超前补偿；稳定域中图分类号：TM464文献标识码：ADOI ：10.19457/j.1001-2095.dqcd21978Optimization Design of Digital Control Algorithm for Grid Connected InverterTAN Lingqi 1，SUN Xiaomin 2，LI Xinwei 1，HUANG Yangjue 1，ZHAO Wei 1（1.Guangdong Key Laboratory of Electric Power Equipment Reliability （Electric Power ResearchInstitute of Guangdong Power Grid Co.，Ltd.），Guangzhou 510080，Guangdong ，China ；2.Guangdong Power Grid Co.，Ltd.，Guangzhou ，Guangdong 510060，China ）Abstract:The inherent control delay of the digital controller may affect the control performance of the current of grid-connected inverter.For this reason ，a control algorithm optimization scheme was proposed to reduce the adverse effect of control delay.Firstly ，the influences of control delay and zero-order hold on the parameters stability region of proportional -integral （PI ）controller and step response of system were analyzed.On this basis ，a leading link based compensator was proposed to compensate the phase lag caused by control delay ，whilst the performance difference under various compensation parameters was also analyzed.Therefore the optimal compensation parameter was selected and determined.And the PI control algorithm with compensator based on leading link could broaden the stability region of PI parameters and improve the dynamic performance of control system.Finally ，the validity and effectiveness of the proposed algorithm were verified via the Matlab/Simulink simulation platform and a grid-connected inverter prototype.Key words:grid-connected inverter ；control delay ；proportional-integral （PI ）controller ；lead compensation ；region of stability基金项目：中国南方电网有限责任公司科技项目（GDKJXM20180311）作者简介：谭令其（1991—），男，硕士，工程师，Email ：******************并网逆变器数字化控制算法优化设计谭令其1，孙晓敏2，李歆蔚1，黄杨珏1，赵伟1（1.广东省电力装备可靠性企业重点实验室（广东电网有限责任公司电力科学研究院），广东广州510080；2.广东电网有限责任公司，广东广州510060）并网逆变器是新能源发电系统与交流电网的接口，并网电流控制算法直接关系到并网逆变器的性能。
故障录波器故障原因分析电站故障录波器故障原因分析及建议2007年01月15日电站运行人员发现：故障录波器正常运行指示灯不亮，录波信号指示灯常亮（按信号复归键不起作用）；同时工控机画面无正常数据显示（所有显示值均为0）。
经检查发现该装置的CPU插件与工控机的通信指示灯不亮，且该CPU插件在插入装置框架时伴有放电现象（此时装置的直流电源已断），同时＃2发电机转子一点接地保护动作，DCS画面＃2发电机转子一点接地保护保护动作光字牌亮。
经厂家服务人员与检修人员现场检测发现：转子电流采集回路有约30V交流电压，对应2号发电机转子励磁电流的采集转/换模块对地绝缘损坏，导致发电机转子回路对地绝缘下降；同时发电机励磁电压的正极也经损坏的转换模块间接地叠加在录波装置的母板上，进而造成其它录波插件的损坏。
针对上述现象进行如下分析：1 励磁回路谐波电压（交流）来源分析我公司采用的是自并激励磁方式，该方式下调节器的励磁电流也就是发电机的转子电流。
调节器采用武汉武水电气技术生产的TDWLT-01型微机励磁调节器，功率元件采用6只可控硅组成桥式整流。
由励磁调节器控制可控硅的通/断，从而达到调节发电机的转子电流/电压。
由三相桥式可控硅整流原理可知，正常情况下整流器的输出并不是一单纯的直流电压（因为没有设置滤波元件），而是在输出的直流电压中包含有一定比例的谐波电压（一般用波形系数表示）。
现场实测转子回路交流电压值如下表：2 励磁回路直流电压来源分析我公司发电机保护采用的是国电南自生产的NDG200数字式发电机保护装置。
该保护装置中的发电机转子接地保护采用的是叠加直流原理，在发电机转子负极与地之间叠加一直流电源，通过检测两者之间的漏电流来计算出发电机转子对地的绝缘电阻，进而判断出发电机转子是否发生接地故障。
3 故障录波器对发电机转子电流的采集原理我公司的故障录波装置采用的是南自生产的WFBL-1微机发变组故障录波与分析装置。
该装置对于发电机转子电流量的采集原理，采用的是采集发电机转子回路分流器的75mV输出信号，通过装置内部的75mV－5V转换模块转换成录波装置所需要的电压信号。
同步发电机HWLZ-3系列微机励磁控制器技术说明书嘉兴汇盛电气控制设备有限公司目录1、概述 (2)2、适用范围 (2)3、主要特点 (3)4、主要功能 (5)5、主要技术指标 (6)6、系统及硬件体系结构 (6)6．1 HWLZ-3系列微机励磁调节器的总体设计： (6)6．2 硬件部分： (7)6．2．1 主机板 (7)6．2．2可控硅脉冲放大隔离板 (13)6．2．3模拟量信号处理板 (14)6．2．4 电源板 (15)6．2．5 继电器板 (15)7、软件说明 (16)7．1 主程序： (16)7．2中断程序： (18)8、微机励磁控制器操作说明 (22)8．1 装置面板布置： (22)8．2 控制器操作菜单结构： (24)8．3界面与键盘操作说明： (25)9、后台机使用说明 (30)9．1 安装和启动 (30)9．2 功能与操作简介 (30)10、使用条件 (39)11、外部连接 (39)12、运输及储存 (39)附录一：HWLZ-3微机励磁控制器与DCS分散控制系统的通讯协议 (40)附录二：控制器逻辑及接口示意图 (48)1、概述励磁调节装置是发电机的重要组成部分，无论是在暂态过程或稳态运行，同步发电机的运行状态在很大程度上与励磁有关，也就是说，一个优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，而且可以有效地提高发电机及与其相联的电力系统的技术经济指标。
HWLZ-3型微机励磁调节装置，是适用于同步发电机组的新一代的微机励磁调节装置。
我国第一代微机励磁产品采用Z80、8031、8086、8098、80c196等单片机、单板机构成，随着计算机科学的飞速发展，新一代的微机励磁产品CPU多采用DSP高速数字信号处理芯片构成，运算速度快，硬件设计也更为简单，具有明显的优越性。
HWLZ-3型微机励磁调节装置，是我公司自行研制的高科技产品，它以DSP芯片为核心，具有更简单的硬件结构和极其丰富的软件功能，采用先进的控制理论及全数字化的微机控制技术，该产品具有极高的性能价格比，其主要技术指标均达到或优于部颁“大、3、主要特点3．1 PID控制方式控制理论采用PID经典的控制理论，比例-积分-微分调节。
