兰州理工大学毕业设计说明书
2.2.2.2用霍尔电流传感器测量励磁电流
根据霍尔效应制成的霍尔电流传感器非常适合于测量直流电流、交流电流和脉冲电流，应用十分广泛。当用来测量励磁时，其接线图如图2-4所示。
图2-4工作原理：励磁电流则由M端流出与励磁电流
RcIL作为待测电流穿过霍尔电流传感器，
IL成正比的测量电流Ic，让Ic流过精密测量电阻
便可获得与励磁电流
IL成正比的电压。该电压可直接送往微机的A/D
转换器。
图2-4霍尔电流传感器测量电路原理图
使用霍尔电流传感器侧去励磁电流的优点是： （1）主电流回路与输出之间有良好的绝缘； （2）精密度优于5%； （3）响应速度快。
21
兰州理工大学毕业设计说明书
在本设计中，由于交流电流变送器法，电路简单可靠，采用两级电流互感器加强了与主回路的隔离。因此，采用交流电流变送器法测量励磁电流。
2.2.3用霍尔电压传感器测励磁电压
本次设计中励磁电压用霍尔电压传感器测量。测量电路如图2-5所。将被测电压信号Uf通过串接限流电阻Rx1转换为电流信号I=Uf/Rx1，并使之流过霍尔电压传感器，则由输出端子M流出的测量电流Ic与Uf成正比，再令Ic流过精密测量电阻Rc，便转化为与Uf成正比的电压信号Uc。此
信号可以直接送往微机的A/D转换器。
图2-5 霍尔电压传感器测量电路原理图
2.2.4发电机频率f测量技术
电力系统的频率是指电力系统中同步发电机产生的正弦交流电压的频率，是电力系统运行参数中最重要的参数之一。在稳定运行条件下，所有发电机同步运行，整个电力系统的频率是相等的。并列运行的每一台发电机的转速与系统频率的关系为
f=pn/60
式中p为发电机组转子极对数； n为发电机组每分钟的转数，r/min；
22
兰州理工大学毕业设计说明书
f为电力系统频率，HZ。
显然，电力系统的频率控制实际上就是调节发电机组的转速。系统频率同发电机的转速有着严格的关系。
频率是电能质量的重要标志之一，在稳态条件下，电力系统的频率是一个全系统一直的运行参数。在稳态电力系统中，机组发出的功率与整个系统的负荷功率加系统总损耗之和是相等的。当系统的负荷功率增加时，系统就出现了功率缺额。此时，机组的转速下降，整个系统的频率降低。
可见，系统频率的变化是由于发电机的负荷功率与原动机输入功率之间失去平衡所致，因此调频与有功功率调节是分不开的。
测量频率的基本方法是测周期，即测取交流电压信号的每个周波的时间T,则其频率为：
f=1/T
将微型计算机中晶振频率f0适当分频后作为计数频率fc，用fc的周期1/fc作为标准计时单位去度量信号周期T，设测出T的宽度相当于m个标准计时脉冲，则有：
信号周期：T?m?1/fc 信号频率：f=1/T=fc/m
图2-5是数字式频率传感器电路方案之一。被测信号Usin（正弦信号）一般取自同轴交流测速发电机。频率传感器的任务是将被测信号降压、隔离、滤波并进行波形变换，输出与被测信号相同的方波信号，该方波可送微机作为外部中断请求信号。测频时，微机一方面对标准计数脉冲计数，另一方面检测外部中断，在接收到中断请求时，读取计数器中的脉冲计数值。设两次相邻中断测得的脉冲计数分别为mk?1和mk，则两次相邻间隔时间亦即被测信号的周期T就等于：
23
兰州理工大学毕业设计说明书
TF?(mk?mk?1)/fc
被测信号频率就等于：fF?1/T?fc/(mk?mk?1)
图2-5数字式频率传感器电路原理图
微机励磁控制系统基本状态量的技术是微机励磁调节器的关键技术之一。随着计算机技术的发展，工业控制用微型计算机的实时处理能力也有了很大提高，过去靠硬件实现的众多功能，如今大多发展成为用软件来完成。硬件软化是测量技术研究的重要内容，也是测量技术今后发展的趋势。
在本设计中，考虑到为了让硬件简单化，频率测量方波引自同步信号的输出端，同样也起到了测频的功能。
2.2.5脉冲触发同步电路
2.2.5.1同步电路
根据对可控硅进行导通控制的要求，可控硅元件上所加的电压和控制极上所加的触发脉冲在相位上必须配合合理，否则可控硅将无法正常工作，这就是同步信号的相位问题。
同步信号取样直接取自电压互感器的二次侧，并且只取A、B、C中的一项即可，
24
兰州理工大学毕业设计说明书
其它两项作为备用项。因为微机只需取一相交流信号，其他五相可以从固定的相序关系计算，避免了模拟触发电路中存在的触发脉冲与主电路的同步问题。我采用施密特触发器完成此功能该单元的作用是将正弦同步信号整形成方波信号。其原理如图2-6所示图中运放过零比较，把正弦波变成方波，施密特触发器用于整形。R1和Rf分别为输入和反馈电阻，其中R1即为同步信号回路等效负载电阻。
图2-6同步信号测量电路
2.2.5.2工作原理
三相全控桥整流电路如图2-7，六个桥臂均为可控硅，其中TI,T3,T5阴极连在一起，阳极分别接于u,v,w三相交流电源，构成共阴极组连接；T2,T4,T6阳极连在一起，阴极分别接于w,u,v三相交流电源，构成共阳极组连接。在一个工频周期内，两组晶闸管要出现六次不同的导通组合方式6,1；1,2；2,3；3,4；4,5；5，6。本系统采用双脉冲触发方式，每个工频周期发出六对脉冲。
25