单片机在水轮发电机转速监控装置中的应用李生民，孙旭霞，张维娜西女理工大学自动化学院，西安710048机的残压测频单片机串行显和根据不同转速控制发电机相应设备的方法1引言转速监控装置是用在中小型水轮发电机的保护回路中，作为监测水轮发电机的转速变化并发出相应控制信号的装置即在发电机的转速达到额定转速的8时，投入灭磁开关；达到额定转速的9观时，发电机起励；而如果转速达到额定转速的14脱时。机组紧急停机并与电网解裂；停机过程中发电机转速低于额定转速的3时，制动器方可投入前市场也，相应的装置。但要么没有转速显，要么价格偏高。为此，我们研制了种适合中小根水轮发屯机性价比高的转速监控装置2系统原理本装置利用了将发电机的残压交流电压通过电压比较器变成方波信号，将方波信号送入单片机的竹口，打定时器设为外部计数方式；丁，设为定时工作方式，1与软件配合组成1秒钟定时器，定时时间到时读出计数器中的计数脉冲。即为发电机电压的频率1秒钟的脉冲数1.黾片机根据此频率计总山发电机的转速。并送于串口5厅显系统组成3系统的硬件组成系统的硬件部分基本上分为两部分即发电机的残压测频电路和单片机的组成电路。
1残压测频电路我们知道发电机在起励之前，其剩磁可以产生剩磁电压，如果将此电压通过电压过零比较器转换成方波信号供给单机计数并进于相应的处理，则可以完成转速的控制与显，电路2所。其，作过枵是从发电机机端电瓜互感器取其残压经过变压器变成6，的低压交流信号，经过到电压过零比较器，形成方波信号，再送到单片机的计数端，由单片机进行测频处理常规的测频方法要在电机轴上安装传感器，传感器的安装不太方便。需要与机械方面进丁很好的配合。其安装精度难以保证，且有的传感器成本也很高；残压测频的方法省去了转速传感器，使系统的成本大为降低。并且不需要太夂杂的计算方法。只要单片机精确地读出1数器每秒钟的脉冲数。即力残压的频率。再经过如下公式换算则可变为发电机2转速信号的笮片机处理和显电路本装置选的892051笮片机，其性价比高。其具有1串亍中断。两个外部中断和两个外部定时肝数中断5个中断源，内部有两个16位定时器和以履及个字节的化，个线，完伞满足可以系统的处求在此基础。我们设计出了3的电路，为了提高装置的定时器扣土山，在程序出现飞逸或死机可靠性，防止出现死机的现象，外加了个看门狗时，自动对装置进行复位囚为水轮发电机为凸极低速发电机。要求显发电机划，实际转速即发电机的旋转磁场的同步转速，用4位的0就可以满足显的要求为了充分利用89，2051单片机的资源，采用串行显2051单片机的，3.03.1作为显端口时应工作在方式0我们采用外接4片748164作为4位乙0的静态显口。欲显的8位段码由出0串行发送出去，这样，主程序可不必扫描显器，从而提高了。，加勺效率这里应注意的是串口输出个字节数字的次序，它是串口与743164正确配合的关键所在如果字形码把段码33作0，位。把段码1当作7位依次对应，仵移位寄存跟接收到个完整的形码时。沙输15正确的字形，种方案是调整字形码。另种方案足叫整7464与0显器的接线4系统的软件设计软件是配介硬件完成脉冲计数及转速显和控制的主程序完成发电机频率的测量转速的计算和显，在定时中断服务程序中读取计数器在1秒中的脉冲数，送到相应的单元，读计数器值时要采取飞读方法方能准却地读出计数器的当前值。主程序流程4.
