双机热备用同步发电机励磁控制系统设计

论文摘要

同步发电机励磁控制系统承担着调节发电机输出电压、保障同步发电机稳定运行的重要责任。优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性,为电网提供合格的电能,而且还可有效地改善电力系统静态与暂态稳定性。本文在深入分析励磁控制系统国内外研究现状和发展趋势的基础上,设计了一种以TMS320F2812为控制核心的同步发电机励磁控制系统。为提高励磁控制系统的可靠性,本文首先研究了励磁控制系统的双机热备用技术,在此基础上,选择TI公司的TMS320F2812作为控制核心,提出了双机热备用同步发电机励磁控制系统的硬件设计及软件实现方法。在硬件系统中,本文设计了三电平PWM(Pulse Width Modulation)整流器作为励磁功率单元,同时,选择SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)算法作为控制策略。其次,在对双机切换原理进行详细分析的基础上,重点对双机切换单元进行了研究,设计了双机切换电路。在系统硬件支持下,采用模块化设计原则,设计了系统的应用软件,并给出了部分软件流程图。最后,通过MATLAB仿真,分析了PID调节参数及采样周期对系统稳定性的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 同步发电机励磁控制系统的作用
• 1.2 同步发电机励磁控制系统的发展
• 1.2.1 励磁控制规律的发展
• 1.2.2 励磁方式的发展
• 1.2.3 励磁控制器国内外研究现状
• 1.3 本课题研究的主要内容
• 第二章 DSP 概述
• 2.1 DSP 芯片的发展
• 2.2 DSP 与单片机的比较
• 2.3 本课题中DSP 芯片的选择
• 2.3.1 选择的一般原则
• 2.3.2 DSP 芯片的选择
• 2.3.3 TMS320F2812 芯片介绍
• 2.4 DSP 开发工具
• 2.5 本章小结
• 第三章 双机热备用同步发电机励磁控制系统的硬件设计
• 3.1 励磁控制器的主要特点
• 3.2 双机热备用同步发电机励磁控制系统的整体结构
• 3.3 双机热备用同步发电机励磁控制系统的硬件设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 励磁功率单元的设计
• 4.1 IGBT 整流电路
• 4.2 整流桥IGBT 的保护措施
• 4.2.1 过压保护
• 4.2.2 过电流保护
• 4.3 PWM 整流器的原理及SVPWM 控制策略
• 4.3.1 PWM 整流器的基本原理
• 4.3.2 三电平空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）策略
• 4.3.3 三相三电平PWM 整流器的仿真
• 4.4 本章小结
• 第五章 双机热备用同步发电机励磁控制系统的软件设计
• 5.1 软件设计遵循的原则
• 5.2 双机热备用同步发电机励磁控制系统软件的总体设计
• 5.2.1 主程序设计
• 5.2.2 中断服务程序
• 5.3 本章小结
• 第六章 励磁控制系统的稳定性分析
• 6.1 Z 变换理论
• 6.2 励磁系统的稳定性分析
• 6.2.1 同步发电机励磁系统各组成环节的数学模型
• 6.2.2 励磁系统稳定性分析
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 第八章 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢