靜音柴油發電機組并列運行同步跟蹤控制研究
王維俊2，毛龍波2，孫躍1，廖勇1
（i重慶大學自動化學院，重慶400036；2后勤工程學院機電系，重慶400016）
摘要：文章針對發電機并列運行條件的要求，研究了并列運行發電機同步跟蹤閉環控制系統，設計了一種基于模擬電路的同步跟蹤控制器，通過實驗驗證了研制裝置的正確性，并具有安全、可靠、快速的特點。
關鍵詞：靜音柴油發電機；并列運行；同步跟蹤；控制
中圖分類號：tm314 文獻標志碼：a 文章編號：1001-6848(2010)04-0061-03
o引 言
近年來，重大自然災害頻繁發生，對人民的生命財產造成了嚴重威脅。在多次搶險救災任務中，電能的缺乏嚴重的增加了災難救援的難度、阻礙了救災任務的順利進行。目前，靜音柴油發電機組是救援隊伍電力保障的主要裝備，而采用靜音柴油發電機組并列運行是解決應急情況下救援隊伍電力可靠保障的****方法‘”。這就要求靜音柴油發電機組能夠安全、可靠、快速的投入并列運行狀態。
本文研究設計了一種基于模擬電路的發電機組并列運行同步跟蹤控制器，該裝置具有自動跟蹤和并列合閘功能，可靠性高、并列投入速度快、合閘沖擊電流小等特點。
1同步發電機組并列運行應滿足的條件
本文在應急情況下，為了使發電機組安全、快速的投入到并列運行狀態，盡量減小發電機組投入并列運行時的沖擊電流，避免損壞發電機和負載，發電機投入并列運行時應滿足下面四個條件：
①待并發電機組的電壓相序必須與已運行的發電機組一致；
②待并發電機組的頻率與已運行的發電機組的頻率相同；
③待并發電機組的輸出電壓與已運行發電機組的輸出電壓相等；
④待并發電機組的電壓相位與已運行發電機組的相位相同。
其中，條件①必須嚴格遵守，條件②③④一般不能完全達到，允許有一定的偏差，但也應可能接近。本文中并列運行發電機組間的頻率差不大于0.1 hz，電壓差不大于1v，相位差小于20度。
2發電機并列運行同步跟蹤控制系統
2.1控制原理
根據發電機組投人并列運行時的條件，設計由發電機組、同步跟蹤控制器、電子調速器和油門執行器構成的閉環控制系統，原理框圖如圖1所示。其中，同步跟蹤控制器主要由隔離輸入環節、相位差信號轉換環節、相位差檢測環節、延時環節、投入并列合閘信號輸出環節以及輔助調速信號單元組成。同步跟蹤控制器的工作原理是通過對待并發電機組與已運行發電機組間相位差檢測，當兩者間的相位差大于允許合閘的角度（一般為0~ 20度）時，向電子調速器輸出一個輔助調速信號使兩者間的相位差減少，直到合閘；當兩者間的相位差小于允許合閘角度時，控制器通過一個延時環節后向發電機組輸出一個投入并列合閘信號，使機組安全、平穩的投入并列運行。
2.2隔離輸入環節
隔離輸入環節由同相隔離輸入部分和反相隔離輸入部分組成。其中，同相隔離輸入電路將待并發電機組輸出全波電壓信號轉換成只有正半周期的半波信號后，經兩次反相施密特電路轉換成方波信號；反相隔離輸入電路將已運行發電機組輸出全波電壓信號轉換成只有正半周期的半波信號后，經反相施密特電路轉換成方波信號，其電路如圖2所示。該環節主要完成主電路與控制電路的隔離和波形轉換功能。
2.3相位羞信號轉換環節
相位差信號轉換環節將隔離輸入環節的同相和反相信號分別通過相同的微分環節后進行疊加，輸出一個反相待并發電機組與已遠行發電機組相位差的電壓信號。
2.4相位差檢測環節
相位差檢測環節是通過一個窗口比較器電路和單值比較器電路組成的，其電路如圖3所 |
