基于dsp的同步发电机励磁控制器的研究

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1、摘要励磁控制器是同步发电机励磁系统的重要组成部分，对于电力系统的安全稳定运行起着十分重要的作用。优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机安全可靠运行，为电网提供合格的电能，而且能够有效地改善电力系统静态与暂态稳定性。在深入了解国内外励磁控制系统现状和发展趋势的基础上，本文采用新型电机控制专用DSP芯片TMS320F2812，设计了一种“硬件集成度高，软件运算速度快、整体功能强大”的励磁控制器。在硬件设计中，充分利用了TMS320F2812芯片丰富的外设资源，并把具有可靠性高的自适应同步信号捕获模块、多通道交流信号同步采样模块、具有光电耦合器的开关量输入输出模块、基于脉宽

2、调制方式的移相触发脉冲产生模块有机地整合为一体。在软件设计中，遵循结构化、模块化、自顶向下、逐步细化的编程思想，成功地开发了可读性强的频率检测模块、数据采集模块、移相触发脉冲产生模块和各种励磁限制模块，并把它们无缝地嵌入到总体软件框架之中。由于采用了新型电机控制专用DSP芯片TMS320F2812，所设计的励磁控制器具有体积小、速度高的特点。利用硬件锁相环电路和六通道16位并行AD转换器件，解决了电机控制中多通道模拟信号同步交流采样问题，有效地保证了计算所得有功功率和功率因数更接近于真实值；利用新型的快速脉冲列触发技术，既可提高触发脉冲陡度又降低了对脉冲变压器的要求

3、；采用模糊PID控制技术，使励磁控制器兼有PID调节和模糊调节两者优点，提高了同步发电机励磁系统的动态性能。同时，DSP最小系统模块具有电平兼容性强的扩展接口，软件采用了模块化设计方法，使励磁控制器能够不断容纳新的功能。试验测试证明：所设计硬、软件配合良好，达到了预期的设计目标。关键词：励磁控制器；DSP；同步交流采样；移相触发脉冲；模糊PID控制ABSTRACTTheexcirationcontrolleriSasignificantpartofexcitationsystemofsynchronousgenerator,whichisimportanttokee

4、psecurityandstabilityofpowersystem．Ecellentexcitationsystemcallnotonlya耻n】托thereblishilityofgenerator,thegoodqualityofgenerators’supply,butalsoenhancethesteadystabilityandtransientstabilityofpowersystemeffectively．BasedOntheactualityanddevelopmenttrendofexcitafionsysteminhomeandaborad,

5、useingflewtypeDSP,TMS320F2812,specialforgeneratorcontrolling,缸excitationcontrollerisdesignedwithhighintegrationinhardware，higespeedoperationinsomVal'e,andstrongwholefunction．Whendesigningthehardware,theplentyperipheralsofchipTMS320F2812areusedfully．Moreover,theadaptivesyncsignalcapture

6、modulewithhighreliability,themultichannelACsigna】synchronizedsamplingmoduleandthephaseshifttriggergeneratormoduleareconformedtotheintegration．WhendesigningthesoRware，thepro鲫an，stryctured,modularized,top-downandrefinedstepbystep，isfollowed．So，thefrequencymeasurementmodulewithhi曲readabil

7、ity,datasamplingmodule,thephaseshifttriggergeneratormoduleandvariedexcitationlimitingmodulesaledesigned．Andthemodulesareembeddedseamlesslyinthemacrosoftwareflame．BasedOnthenewtypeDSP,TMS320F2812，specialforgeneratorcontrolling,theexcitationcon灯ollerisdedignedwithlittlevolumeandhi曲spee