静音柴油发电机组并列运行同步跟踪控制研究
王维俊2，毛龙波2，孙跃1，廖勇1
（i重庆大学自动化学院，重庆400036；2后勤工程学院机电系，重庆400016）
摘要：文章针对发电机并列运行条件的要求，研究了并列运行发电机同步跟踪闭环控制系统，设计了一种基于模拟电路的同步跟踪控制器，通过实验验证了研制装置的正确性，并具有安全、可靠、快速的特点。
关键词：静音柴油发电机；并列运行；同步跟踪；控制
中图分类号：tm314 文献标志码：a 文章编号：1001-6848(2010)04-0061-03
o引 言
近年来，重大自然灾害频繁发生，对人民的生命财产造成了严重威胁。在多次抢险救灾任务中，电能的缺乏严重的增加了灾难救援的难度、阻碍了救灾任务的顺利进行。目前，静音柴油发电机组是救援队伍电力保障的主要装备，而采用静音柴油发电机组并列运行是解决应急情况下救援队伍电力可靠保障的****方法‘”。这就要求静音柴油发电机组能够安全、可靠、快速的投入并列运行状态。
本文研究设计了一种基于模拟电路的发电机组并列运行同步跟踪控制器，该装置具有自动跟踪和并列合闸功能，可靠性高、并列投入速度快、合闸冲击电流小等特点。
1同步发电机组并列运行应满足的条件
本文在应急情况下，为了使发电机组安全、快速的投入到并列运行状态，尽量减小发电机组投入并列运行时的冲击电流，避免损坏发电机和负载，发电机投入并列运行时应满足下面四个条件：
①待并发电机组的电压相序必须与已运行的发电机组一致；
②待并发电机组的频率与已运行的发电机组的频率相同；
③待并发电机组的输出电压与已运行发电机组的输出电压相等；
④待并发电机组的电压相位与已运行发电机组的相位相同。
其中，条件①必须严格遵守，条件②③④一般不能完全达到，允许有一定的偏差，但也应可能接近。本文中并列运行发电机组间的频率差不大于0.1 hz，电压差不大于1v，相位差小于20度。
2发电机并列运行同步跟踪控制系统
2.1控制原理
根据发电机组投人并列运行时的条件，设计由发电机组、同步跟踪控制器、电子调速器和油门执行器构成的闭环控制系统，原理框图如图1所示。其中，同步跟踪控制器主要由隔离输入环节、相位差信号转换环节、相位差检测环节、延时环节、投入并列合闸信号输出环节以及辅助调速信号单元组成。同步跟踪控制器的工作原理是通过对待并发电机组与已运行发电机组间相位差检测，当两者间的相位差大于允许合闸的角度（一般为0~ 20度）时，向电子调速器输出一个辅助调速信号使两者间的相位差减少，直到合闸；当两者间的相位差小于允许合闸角度时，控制器通过一个延时环节后向发电机组输出一个投入并列合闸信号，使机组安全、平稳的投入并列运行。
2.2隔离输入环节
隔离输入环节由同相隔离输入部分和反相隔离输入部分组成。其中，同相隔离输入电路将待并发电机组输出全波电压信号转换成只有正半周期的半波信号后，经两次反相施密特电路转换成方波信号；反相隔离输入电路将已运行发电机组输出全波电压信号转换成只有正半周期的半波信号后，经反相施密特电路转换成方波信号，其电路如图2所示。该环节主要完成主电路与控制电路的隔离和波形转换功能。
2.3相位羞信号转换环节
相位差信号转换环节将隔离输入环节的同相和反相信号分别通过相同的微分环节后进行叠加，输出一个反相待并发电机组与已远行发电机组相位差的电压信号。
2.4相位差检测环节
相位差检测环节是通过一个窗口比较器电路和单值比较器电路组成的，其电路如图3所 |
