经济型小水电励磁装置的研究

论文摘要

水电是可再生的能源。大型水电是传统能源,而小水电则属于新能源。在国家政策的支持下,我国小水电发展迅速,然而却存在着诸多不足。为了提高小水电的发电质量和提高对水电资源的利用效率,本文提出了一套专门针对小水电的励磁装置。这套装置既考虑到了它的经济成本又更加注重其功能的智能性。因此,选择了一款dsPIC30F6014芯片作为经济型小水电励磁系统的主控核心单元。在本文中,详细分析了励磁系统的励磁控制器和励磁主回路。在硬件方面,给出了dsPIC30F6014的外围接口电路,其中包括开关量接口电路,模拟量测量和调理电路,双窄脉冲输出电路和通信接口电路等。在软件方面,给出了励磁系统主程序流程图,A/D转换程序流程图,电流闭环PID调节程序流程图,脉冲产生程序流程图和CAN通信程序流程图等。在软件和硬件的设计上尽量使这套小水电励磁装置自动化水平更高一些,在器件的选择和电路的设计上尽量在保证励磁系统性能的前提下,考虑它的经济性。最后通过在实验室的试验数据和试验波形和在现场的试验数据和波形证明本课题研究的经济型小水电励磁系统对发电机的机端电压有较好的控制作用,具有较高的励磁性能,软件硬件配合良好,响应时间,超调量和振荡次数都获得了满意的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 经济型小水电励磁装置研究的背景及意义
• §1-2 励磁系统的作用
• 1-2-1 提高电力系统暂态稳定作用
• 1-2-2 提高小信号稳定作用
• 1-2-3 提高电压稳定作用
• §1-3 发电机励磁方式
• §1-4 本课题需要做的主要工作
• 第二章 dsPIC30F系列数字信号控制器
• §2-1 dsPIC与DSP和单片机比较
• 2-1-1 DSP简介
• 2-1-2 单片机简介
• 2-1-3 dsPIC简介
• §2-2 dsPIC30F系列信号控制器基本性能特征
• 2-2-1 高性能改进的RISC CPU
• 2-2-2 外围特性
• 2-2-3 CMOS技术
• §2-3 dsPIC30F系列DSC器件绝对极限参数值
• §2-4 本课题用到dsPIC30F系列的主要模块介绍
• 2-4-1 12 位模/数转换器
• 2-4-2 定时器模块
• 2-4-3 输入捕捉模块
• 2-4-4 输出比较模块
• 第三章 经济型小水电励磁装置的硬件设计方案
• §3-1 经济型小水电励磁装置的整体结构介绍
• §3-2 开关量输入输出信号处理
• §3-3 模拟信号的测量和调理
• §3-4 移相触发脉冲及放大电路
• §3-4 通信接口电路
• §3-5 励磁系统主回路
• 3-5-1 励磁功率单元
• 3-5-2 灭磁保护
• 3-5-3 过电压保护
• 第四章 经济型小水电励磁装置的软件设计
• §4-1 MPLAB集成开发环境
• §4-2 主程序的设计
• §4-3 A/D模块的设计
• §4-4 电流闭环调节程序设计
• §4-5 脉冲产生的程序设计
• 4-5-1 输入捕捉模块
• 4-5-2 输出比较
• §4-6 CAN通信程序设计
• 4-6-1 报文发送程序
• 4-6-2 报文接收程序
• 第五章 实验数据与实验结果
• §5-1 实验内容与目的
• §5-2 实验结果
• 5-2-1 对励磁装置主要部分的信号检测
• 5-2-2 空载试验
• 5-2-3 出厂机组试验记录
• 第六章 总结与展望
• §6-1 工作总结
• §6-2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间取得的相关科研成果