基于CAN总线谐波励磁同步发电机的并联运行的研究

论文摘要

目前发电机的并联运行主要是采用单片机进行控制,投入并联运行的方法主要是准整步表和自整步表。由于单片机处理数据速率较慢,以及投入并联运行的方法是模拟控制,并联运行的效果不是很好。另外同步发电机的并联运行在满足频率条件、相序条件、电压条件的同时,还必须保证发电机的端电压恒定和功率的合理分配,而这些功能必须依靠励磁调节器来实现。现有模拟调节器具有对电路工艺性要求不高,存在漂移现象;功能少,不易扩充升级,通用性差,维护不方便等缺点,难以满足用电设备的要求。本文针对谐波励磁无刷同步发电机励磁控制系统进行了研究,设计了一套基于CAN总线DSP控制的谐波励磁同步发电机的并联运行,具体的研究内容如下: 首先,在分析谐波励磁无刷同步发电机的基本结构和工作原理的基础上,研制了一个小型同步发电机的数字式励磁调节器,使其能够很好的完成发电机的端电压和功率的调节。该调节器以TI公司的TMS320F240芯片为核心,采用增量式PID算法。 其次,分析了同步发电机并联运行的工作原理,制定基于CAN总线的谐波励磁同步发电机并联运行的总体设计方案。设计出CAN控制器SJA1000的通信接口电路,编写相应的软件。 最后,对研制的励磁调节器进行了试验,结果表明该调节器能够较好的满足预期的设计指标,性能优于模拟式励磁调节器。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 课题的来源和意义
• 1.2 励磁调节器的研究发展现状
• 1.2.1 励磁调节器硬件结构的发展变化
• 1.2.2 励磁调节器控制方法的发展
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 并联运行的工作原理
• 2.1 并联运行的总体设计方案
• 2.2 TMS320F240的选用
• 2.2.1 哈佛结构
• 2.2.2 流水线技术
• 2.2.3 硬件乘法器
• 2.2.4 特殊的DSP指令
• 2.3 CAN总线简介
• 2.3.1 CAN总线的特点
• 2.3.2 CAN总线的分层结构
• 2.3.3 CAN技术规范
• 第三章 DSP励磁调节器的硬件和软件设计
• 3.1 DSP励磁调节器的硬件设计
• 3.1.1 硬件总体设计方案
• 3.1.2 数据采集部分
• 3.1.3 同步信号单元
• 3.1.4 脉冲调制放大电路
• 3.1.5 主电路和电源电路
• 3.2 DSP励磁调节器的软件设计
• 3.2.1 励磁调节器软件的总体设计思想
• 3.2.2 机端频率的检测
• 3.2.3 模拟量采集软件设计
• 3.2.4 电量的在线计算
• 3.2.5 TMS320F240全比较单元产生PWM波形原理
• 3.2.6 PID控制算法分析
• 3.2.7 控制算法程序设计
• 第四章 并联运行的硬件和软件设计
• 4.1 硬件设计
• 4.1.1 CAN总线接口模块
• CAN总线适配卡模块'>4.1.2 PC_CAN总线适配卡模块
• 4.2 软件设计
• 4.2.1 CAN总线通信程序设计
• CAN适配卡程序设计'>4.2.2 PC_CAN适配卡程序设计
• 第五章 实验结果
• 5.1 实验目的
• 5.2 实验内容
• 5.3 实验结果
• 第六章 结论和展望
• 6.1 本文的工作总结
• 6.2 进一步的工作与展望
• 参考文献
• 致谢