А.2.2 Схема датчика напряжения статора приведена на рисунке 3.3 настоящих Методических указаний.
От ТН генератора на входы двух преобразователей LEM-U подаются напряжения Ug — AB и Ug — ВС. На входе преобразователей устанавливаются согласующие резисторы, на выходе — нагрузочные сопротивления и R-C-фильтры для подавления высокочастотных помех. При Ug - АВ = Ug - ВС = 100 В действующие значения напряжений, поступающие после операционных усилителей на входы АЦП1, АЦП2, составляют 2,5 В. Измерение напряжения генератора производится в АЦП 24 раза за период (через 15°), моменты измерения синхронизированы с частотой генератора, что исключает появление биений на выходе датчика. Масштабирование цифрового датчика производится программным способом путем умножения результата цифро-аналогового преобразования на коэффициент коррекции Т101 Corr Ug. Значение коэффициента может изменяться от 0,95 до 1,5. Изменение коэффициента с целью масштабирования (при напряжении статора 100 В выход датчика V100 Ug должен быть равен единице) производится с экрана. Уравнивание напряжений uabg-t, ubcg-t выполняется с помощью коэффициента T103 Reise Uabg так, чтобы параметр Uabg — Ubcg был близок к нулю. На основании вычисления uabg-t, ubcg-t рассчитывается — ucag-t. Далее вычисляются абсолютные значения этих напряжений |АВС|. Мгновенное значение трехфазного напряжения генератора вычисляется как полусумма абсолютных значений мгновенных линейных напряжений:
S/2 = ug_t = (|uabg_t| + |ubcg_t| + |uabg_t|)/2.
Полученное значение подается на вход синхронного суммирующего фильтра, выделяющего среднее значение входного сигнала (S Т/2). Для подавления шума на выходе датчика напряжения предусмотрен низкочастотный фильтр первого порядка с постоянной времени Та (T104Tа Ug). С выхода датчика напряжения сигнал поступает на канал напряжения, на канал U' при его выполнении отдельно от канала напряжения, на вход , ОМВ, в схемы датчиков Q и Р.
А.2.3 Схема датчика тока генератора приведена на рисунке 3.3 настоящих Методических указаний.
От ИТТ фаза В тока генератора подается на измерительный преобразователь LEM-I. С него напряжение, пропорциональное току генератора Ig-В, через нагрузочное сопротивление, фильтр для подавления высокочастотных помех и операционный усилитель подается на АЦП. Измерение тока генератора производится 24 раза за период (через 15°), причем моменты измерения синхронизированы с частотой генератора. Квант измерения составляет 0,1% номинального значения. При Ig = 5 А действующее значение напряжения на выходе LEM-I составляет 1,5 В. Ограничение выхода датчика происходит при Ig = 2,4. Масштабирование датчика производится коэффициентом коррекции Т161CоrrIg. Выполнена автоматическая компенсация постоянной составляющей напряжения, поступающего на АЦП. Смещение BiasIg не должно превышать 0,05. После АЦП значение тока ibg-t превращается в абсолютное и поступает на синхронный суммирующий фильтр, где формируется среднее значение тока. На выходе суммирующего фильтра предусмотрен низкочастотный фильтр первого порядка с постоянной времени T162Та Ig. Выход датчика обозначается V160Ig.
А.2.4 Датчики активного тока и активной мощности представлены на рисунке 3.3.
Мгновенное значение тока генератора ibg-t, взятое после АЦП датчика тока статора, умножается на синус текущей фазы wtub напряжения генератора Ubg. Угловая частота w = 2pf берется от датчика частоты (см. раздел А.2.7). Предусмотрено введение с пульта коррекции угла нагрузки T221 Corr Phi и приведение выхода датчика к номинальному активному току путем деления на CosNom. Поскольку произведение ibg-t на синус текущей фазы Ub содержит постоянную составляющую, пропорциональную среднему значению активного тока статора и составляющую двойной частоты, последняя фильтруется суммированием за половину периода (ячейка S T/2). Для подавления шума на выходе датчика предусмотрен низкочастотный фильтр первого порядка FTR с постоянной времени Т182 Та Iр. Измерение активного тока производится и интервалом 15°, моменты измерения синхронизированы с частотой напряжения Ub генератора.
Активная мощность генератора вычисляется по формуле Рg = Ig Ug.
А.2.5 Расчет реактивного тока и реактивной мощности производится аналогично указанному. Отличие заключается в том, что мгновенное значение тока генератора ibg-t умножается на косинус текущей фазы напряжения Ubg, а для приведения к номинальному реактивному току используется Sin Nom.
А.2.6 Датчик напряжения сети представлен на рисунке 3.3 настоящих Методических указаний.
На вход АЦП контроллера через LEM-U, согласующие резисторы, нагрузочные сопротивления, R-C-фильтр для подавления высокочастотных помех, прецизионный выпрямитель и активный фильтр второго порядка подается напряжение, пропорциональное напряжению АС сети — UbarAC. При напряжении UbarAC = 100 В постоянное напряжение на входе АЦП составляет 3,5 В. Ограничение выхода датчика наступает при Ubar = 1,43. Масштабирование датчика выполняется с помощью коэффициента коррекции J141 Corr. Для дополнительной фильтрации выхода датчика предусмотрен низкочастотный фильтр FTR первого порядка с постоянной времени Т142 Та Ubar.
А.2.7 Датчик частоты напряжения представлен на рисунке 3.4 настоящих Методических указаний.
Расчет частоты основан на измерении периода напряжения генератора Тg.
С датчика напряжения генератора выпрямленные значения uab и ubc (перед АЦП) подаются на вход датчика частоты. При суммировании этих значений определяется третье значение - исаg. Эти три напряжения подаются на установленные в ячейке PAS компараторы, на выходе которых формируются импульсы Pls_uabg, Pls_ubcg, Pls_ucag, передние фронты которых совпадают с моментами положительных переходов через ноль соответствующих напряжений генератора. Измерение периода этих импульсов производится с помощью 16-разрядного счетчика микроконтроллера с тактовой частотой 1,25 МГц. В счетчике выполняется аналогово-цифровое преобразование периода. Частота напряжения генератора вычисляется как значение, обратное периоду. Обновление кода частоты производится три раза за период частоты напряжения генератора (через 120°). Датчик формирует два сигнала: один - частота Fg для V/Hz - ограничения и индикации на ПУ (линейный диапазон 25-125 Гц, квант измерения 0,01 Гц), второй — отклонение f от номинальной — Delta Fg для системного стабилизатора. Линейный диапазон ±10 Гц и квант измерения 0,001 Гц. Предусмотрена возможность фильтрации сигнала на выходе датчика (FTR с постоянной времени Т122 Та Delta).
А.2.8 Датчик тока ротора представлен на рисунке 3.4 настоящих Методических указаний.
Для измерения тока возбуждения на входы АЦП1 и АЦП2 с выходов измерительных преобразователей LEM-I после нагрузочных сопротивлений 300 Ом и выпрямителей подаются напряжения, пропорциональные фазовым токам If-А, If-С питания ТП. Эти токи имеют форму, близкую к трапецеидальной. Поэтому выходной ток датчика пропорционален их амплитудным значениям. При амплитуде первичного тока If-A = If-C = 5 А амплитудные значения напряжений на входах АЦП составляют 1,95 В. Ограничение выхода датчика наступает при If (Iе) = 2,56. Измерение тока возбуждения производится 24 раза за период напряжения синхронизации (через 15°). Мгновенное значение тока вычисляется по формуле if(е)_t = (|iaf_t| + (|ibf_t| + (|icf_f|)/2. Полученное значение подается на вход синхронного суммирующего фильтра, выделяющего среднее значение входного сигнала (S T/2). Для подавления шума на выходе датчика предусмотрен низкочастотный фильтр первого порядка с постоянной времени ТаIf. Выход датчика V080 If подается на канал производной тока ротора, канал измерения перегрузки, канал ограничителя перегрузки.
Масштабирование датчика производится с помощью коэффициента коррекции Т211 CorrIf. Амплитудное симметрирование фазных токов обеспечивается выбором коэффициента Raise Iaf так, чтобы параметр Iaf — Icf был близок к нулю. Предусмотрена автоматическая компенсация постоянных составляющих напряжений, поступающих на АЦП. При этом смещения Bias Iaf, BiasIcf не должны превышать 0,05.
А.2.9 Датчик напряжения синхронизации импульсов представлен на рисунке 3.4 настоящих Методических указаний.
На датчик напряжения синхронизации импульсов напряжение подается от ТСН СВ, первичные обмотки которых непосредственно связаны с цепями питания ТП. Как правило, линейные напряжения вторичных обмоток ТСН составляют 380 В. Схемы соединения обмоток ТСН могут быть разными (g/g; g/D; D/g).
Переменные напряжения 380 В Ug-AB и Ug-BC с вторичных обмоток ТСН подаются на входы двух преобразователей LEM-U. На входе преобразователей устанавливаются согласующие резисторы, на выходе — нагрузочные сопротивления и R-C-фильтры второго порядка для сглаживания напряжений, искаженных коммутационными провалами. При Ug-AB = Ug-BC = 380 В действующие значения напряжений на выходах LEM-U составляют 2,8 В. Фильтрованные напряжения, поступающие после операционных усилителей на входы АЦП1, АЦП2 составляют 2,3 В. При этом амплитудные значения равны 3,3 В. Измерение напряжения генератора производится в АЦП 24 раза за период (через 15°), масштабирование цифрового датчика — программным способом путем умножения результата цифро-аналогового преобразования на коэффициент коррекции Т281 Corr Usyn. Изменение коэффициента с целью масштабирования (при напряжении питания 380 В выход датчика V280Usyn должен быть равен единице) производится с экрана. Уравнивание напряжений uabv-t, ubcv-t выполняется с помощью коэффициента Т283 Reise Uabv так, чтобы параметр Uabv — Ubcv был близок к нулю. На основании вычисления uabv_t, ubcv_t рассчитывается ucav_t. Далее вычисляются абсолютные значения этих напряжений |АВС|. Мгновенное значение трехфазного напряжения генератора вычисляется как полусумма абсолютных значений мгновенных линейных напряжений: