励磁机励磁控制系统设计

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1、辽宁工业大学课程设计说明书（论文）辽宁工业大学电力系统自动化课程设计（论文）题目：励磁机励磁控制系统设计（1）院（系）：电气工程学院专业班级：电气084学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2011.12.26—2012.01.06课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气工程学院学号080303109学生姓名张英福专业班级电气084课程设计题目励磁机励磁控制系统设计（1）课程设计（论文）任务基本参数及要求：1发电机容量200MW，功率因数0.85，定子额定电压18KV，空载额定转子电压220V。2要求电压调差系数在±15%范

2、围内可调。3强励倍数1.8，不小于10秒4调压精度，机端电压静差率小于1％。5自动电压调节范围：80％～120％。6起动升压至额定电压时，超调量不大于10％。设计要求1.确定励磁自动控制系统的原理接线图。2.说明各个环节作用及系统的工作原理。3.根据总接线图，列写励磁自动控制系统各个环节的传递函数及框图。4列写励磁自动控制系统的传递函数，绘制传递函数框图，并在空载点对传递函数进行线性化，采用PID控制，确定PID控制参数。5根据系统传递函数，对系统进行仿真，分析系统性能。6对结果进行分析总结。进度计划1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。（

3、1天）2、确定励磁方式，设计励磁自动控制系统接线图。（3天）3、建立励磁自动控制系统各个环节的传递函数及框图。（2天）4、绘制传递函数框图，对传递函数进行线性化，确定PID控制参数。（1天）5、对系统进行仿真，分析系统性能。（2天）6、撰写、打印设计说明书（1天）指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日注：成绩：平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算摘要电力系统在现在社会的发展十分迅猛。计算机技术、控制理论、电力电子技术的发展也促进了自并励励磁制造技术逐渐趋向于成熟、稳定、可靠。本文是将励磁自动控制系统拆分成各个环

4、节，明确各个环节的作用以及它们的工作原理，从而推导出系统总的工作原理并设计发电机自并励励磁自动控制系统。以同步发电机励磁自动控制系统作为研究对象,针对同步发电机励磁控制方式现状,在研究模糊控制的基础上,将模糊PID控制用于同步发电机励磁控制系统。并对所设计的模糊PID励磁控制器进行优化。本文主要内容是进行了模糊自调整PID控制设计,克服了传统PID控制非线性差、对模型要求高的缺点,并深入进行了基于免疫算法的模糊PID控制设计,把生物学中的细胞免疫原理用于模糊PID控制器中,加强了控制器的自我校正能力,自适应能力,提高了控制精度和速度。关键词：最优控制

5、理论；励磁系统；仿真目录第1章绪论11.1励磁自动控制系统概况11.2本文主要内容1第2章励磁控制系统硬件设计32.1励磁控制系统功能32.2励磁控制系统总体设计方案32.3励磁控制系统测量比较单元电路设计42.3.1电压测量42.3.2比较整定52.3.3比较整定电路的整定6第3章系统传递函数的建立73.1他励直流励磁机的传递函数建立73.2励磁器各单元的传递函数83.2.1电压测量比较单元83.2.2综合放大单元83.2.3功率放大单元93.3励磁控制系统的传递函数93.4同步发电机的传递函数10第4章系统仿真与分析114.1仿真模型的建立114

6、.2系统性能的分析13第5章课程设计总结14参考文献15第1章绪论1.1励磁自动控制系统概况励磁系统的控制性能不仅影响着电力系统中电能质量、电压的稳定,系统的功率因数和稳定运行极限,而且影响着电力系统的暂态性能、动态性能,特别是对系统的低频振荡,次同步振荡的抑制。按提供励磁功率的方式,励磁系统分为他励和自励两种形式,前者的励磁功率取自与发电机同轴的励磁发电机,后者的励磁功率由发电机定子提供。对目前存在的自励系统,其励磁功率是由同步发电机的机端电压经励磁变压器降压,再由可控硅相控整流器整流后向发电机提供励磁电压,在线检测机端电压和负载电流,按照一定的规

7、律来调节相控整流器的控制角,以满足系统的增、减磁的需要。电机励磁控制是保证发电机和电力系统安全稳定运行和改善电力系统动态品质的一项基本措施。随着电力系统的发展，对发电机励磁提出了更高的要求。除了维持发电机电压水平，合理分配并联机组的无功功率外，还要求励磁控制系统能对电力系统的静态和动态稳定及暂态稳定起作用。国内外的研究和实践证明，励磁控制系统不仅能提高电力系统稳定运行极限，而且通过附加控制，能抑制低频振荡和次同步振荡，对电力系统稳定运行有显著效果。1.2本文主要内容励磁系统已经是电力系统的重要组成部分，它直接影响发电机和整个电力系统的运行特性。励磁系

8、统根据负载电流、功率因数、端子电压的变化而自动调节励磁电流，达到保持发电机机端电压稳定的目的。励磁系统的可靠