基于dsPIC6014A的同步电动机励磁装置的研究

论文摘要

同步电动机在工业上的用途主要有两个,一是作为普通的工业电机,由于其结构较简单、维护方便、功率因数和效率较高、机械特性硬、气隙较大便于安装使用、转矩受电源电压影响小及过载能力较强等优点,而备受生产部门的青睐。二是作为改善电网的无功补偿机,由于其具有可调的功率因数,且功率因数调制机理简单,补偿效率高,因此得到了广泛的应用。励磁系统对同步电机及电力系统的安全稳定运行有着重要的作用,励磁系统是同步电机正常工作的核心部件。工业的发展要求同步电机的励磁系统有更好的性能,要求励磁系统具有限制、报警、监控、保护等功能。本文介绍一种基于dsPIC6014A控制器芯片的同步电动机微机励磁装置。课题的主要内容包括系统软硬件的设计与实现,首先介绍了励磁装置所必需的硬件电路,主要有CPU主控电路、触发脉冲放大电路、滑差检测电路以及各种故障检测电路,然后介绍了该装置的软件组成,采用C语言实现模块化程序设计,用软件来控制顺极性投励,实现起动过热保护,失步再整步以及高精度的PID运算等功能。该装置采用恒电流和恒功率因数两种运行方式,可以任意切换。基于dsPIC6014A的同步电动机微机励磁装置具有硬件简单,抗干扰能力强,控制精度高等特点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 本课题研究的目的和意义
• §1-2 同步电动机励磁调节系统的重要作用
• §1-3 同步电动机励磁装置的演变
• 1-3-1 直流励磁机励磁系统
• 1-3-2 硅整流励磁系统
• 1-3-3 可控硅励磁系统
• 1-3-4 具有高频链的智能励磁系统
• §1-4 本论文的主要内容
• 第二章 dsPIC系列数字信号控制器综述
• §2-1 dsPIC30F系列数字信号控制器芯片
• §2-2 dsPIC30F系列数字信号控制器芯片的特性
• §2-3 dsPIC数字信号处理器的内部结构及外围功能模块
• §2-4 dsPIC器件的开发
• 第三章 同步电动机励磁系统的硬件设计
• §3-1 同步电动机励磁系统的原理
• 3-1-1 励磁功率输出部分
• 3-1-2 励磁控制部分
• §3-2 基于dsPIC6014A的同步电动机主控单元
• 3-2-1 CPU及基本的外围设备
• 3-2-2 时钟电路
• 3-2-3 复位电路
• §3-3 开关量输入输出电路设计
• 3-3-1 开关量输入电路
• 3-3-2 开关量输出电路
• §3-4 通讯单元设计
• 3-4-1 半双工的RS485 通讯电路
• 3-4-2 CAN通讯电路
• §3-5 模拟量输入通道设计
• 3-5-1 交流信号的调理
• 3-5-2 励磁电流的测量
• 3-5-3 励磁电压检测
• §3-6 其他主要工作内容
• 3-6-1 转子转差信号的测量及顺极性投励判断
• 3-6-2 脉冲触发及同步信号单元
• 3-6-3 智能显示单元
• 3-6-4 双通道的连接与切换
• 第四章 微机励磁装置软件系统设计
• §4-1 MPLAB IDE介绍
• §4-2 模块化软件构成
• §4-3 电动机起动控制
• §4-4 通道与运行方式跟踪控制
• §4-5 电动机失步检测
• §4-6 通讯模块
• 4-6-1 485 通讯程序
• 4-6-2 CAN通讯程序
• 第五章 试验分析
• §5-1 试验系统
• §5-2 试验内容
• 5-2-1 投励试验
• 5-2-2 通道切换与方式切换
• 5-2-3 零励报警与失步再整步
• 5-2-4 电源掉电保护
• §5-3 试验结果
• 结论
• 参考文献
• 致谢