武汉能事达励磁调节器说明

2.3.1 交流采样技术

微机励磁控制器对发电机的机端电压Vt，定子电流Ig，有功功率Pe，无功功率Qe，转子电流Ifd等电量的测量有两种方案可供选择：采用模拟变量变送器的直流采样和直接交流采样。

电量变送器（传感器）输出的直流量与其输入电量成比例，经A/D转换接口电路读入主机的数值直接反映了被测变量之值。这种方法容易实现，因而早期的微机励磁控制器多采用这种方案。变送器把交流电量转换成直流量时往往需要滤波电路，从控制器的响应速度考虑，变送器的时间常数应尽可能小，但同时仍要保证足够的精度，这是直流采样要面对的困难之

一。另外，电量变送器归根结底也是一种模拟电路，对该电路的调整、维护也是较繁琐的工作。

交流采样技术由于省略了电量变送器，减少硬件环节，提高了可靠性，并且可以较好地解决精度与速度的矛盾，因此近几年在电力监测、控制、包括微机励磁中得到广泛应用。

交流采样技术依据以下原理：对于周期为T的周期信号u(t)=u(t+T)，在一个周期内对该信号等间隔均匀采样N点，得到N个采样点的电压值u0，u1， ，uN-1，根据不同的算法，微机可以计算得该信号的特征量，比如有效值、平均值、最大最小值、功率等。比如计算u(t)的有效值U可以用以下方法算得：

1T21 N 12T U u t dt ui 0TT i 0N 1 N 12 ui N i 0 (2-5)

对交流电压信号u(t)及电流信号i(t)，在一个周期内采样N点得到电压序列u0，u1， ，uN-1及电流序列i0，i1， ，iN-1，可以用以下方法计算得有功功率： 1T1N 1 1 1Pe u t i t dt ukik T0Tk 0 N N ui kk

k 0N 1(2-6)

另外，对于周期信号，也可以用富氏算法得到各次谐波的实部和虚部，从而计算得该次谐波的有效值。12点富氏算法（N=12）可以用下式表示： 1 3 U1 U11 U5 U7 1 U2 U10 U4 U8 UR U0 U6 6 22

1 3 U2 U4 U8 U10 1 U1 U5 U7 U11 UI U3 U9 6 22 (2-7)

U U

其中UR，UI分别为基波分量的实部与虚部。

发电机的有功功率及无功功率则可以用以下公式计算： 2R2I(2-8)