交流采样技术在中频发电机励磁系统中的应用

《交流采样技术在中频发电机励磁系统中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、交流采样技术在中步发电机励磁系统中的应用3船舶电气与自动化交流采样技术在中频发电机励磁系统中的应用李江，杨平西，舒云，高骥超（704研究所，上海200030）摘要：介绍了某型中频发电机励磁系统的特点及其对电压信号采样的要求，分析了采用软件实现同步交流采样的工作原理和误差来源及其减小措施，结合DSP技术提出了一种基于TMS320F2407A芯片的软件同步采样技术的实现方案，并设计了硬件电路，编写了软件流程。实际应用效果表明，在中频发电机励磁系统中采用该技术，可保证采样精度并降低硬件复杂度，满足了客户要求。关键词：同步采样

2、；DSP；同步发电机；励磁系统中图分类号：U665.1文献标识码：A文章编号：1005-9962(2010)02-0027-04Abstract:Thecharacteristicsoftheexcitationsystemofamid-frequencygeneratoranditsrequirementforthevoltagesignalsamplingareintroducedinthispaper.Theworkprinciples,errorsourcesandthemeasuresofreducingth

3、eerrorsbyemployingsoftwaretoimplementsynchronousalternatingsamplingareanalysed.ApracticalschemeofsoftwaresynchronoussamplingtechniquebasedonTMS320F2407AandcombinedwithDSPtechniqueisputforward.Therelevanthardwarecircuitsaredesignedandthesoftwareflowiscompiled.The

4、resultsofpracticalapplicationshowthatthesamplingaccuracyisguaranteed,thecomplexityofthehardwareisreducedandthecustomers’demandismet,whenthetechniqueisusedintheexcitationsystemofmid-frequencygenerators.Keywords:synchronoussampling;DSP;synchronousgenerator;excitat

5、ionsystem交流采样技术在中步发电机励磁系统中的应用30概述某型船用中频发电机，其电压频率是工频的8倍，且电压的瞬态特性和稳态特性等性能指标高，因此，对发电机励磁系统的采样精度和速度要求更高。本励磁系统通过采样中频发电机的端电压来获取反馈信号，该电压的采样质量直接关系到发电机的相关性能指标，因此在软硬件设计中如何尽量减少采样误差，提高采样精度显得尤为重要。1交流电信号的采样分类和同步误差交流电气信号的采样可分为直流采样和交流采样2种方式。直流采样是采集经过变送器整流后的直流量，软件设计简单、计算简便，对采样值只需

6、作一次比例变换即可得到被测量的数据，采样速率要求不高、易于实现。然而，直流采样只反映被测量的单一信息，时间常数大，不能及时反映被测量的突变，当电压波形出现较大畸变时，其误差大、成本高、实时性差。第一作者简介：李江，男，工程师。1981年生，2007年毕业于中国舰船研究院上海船舶设备研究所控制理论与控制工程专业，现从事电机控制专业。交流采样是对被测信号的瞬时值进行采样，然后对采样值进行分析计算获取被测量的信息。交流采样的采样速率要求高，程序计算量相对较大，但是它的采样值中所含信息量大，可通过不同的算法获取所需的各种信息，

7、且实时性好。对周期为T的被测电气信号在（i＝0,1,…,N；下同）时刻进行交流采样，不失一般性，令＝0，如果有(1)(2)成立，则称采样为理想同步采样，其中为采样周期。可见，理想同步须满足2个条件：1)信号周期和采样周期存在整数倍关系；2)采样点的时间间隔应严格保持一致。这时，第i采样点的采样时刻为(3)但同步总是相对的，绝对同步只是理想的情况。在实际同步采样中，要严格满足式（3）很困难，只能在工程应用上尽量减少同步误差。为便于讨论，定义第i个采样点同步误差为交流采样技术在中步发电机励磁系统中的应用3，表示第i个采样点

8、的实际采样时刻与其理想同步采样时刻之间的偏差[1]。2设计过程分析2.1设计分析由于励磁系统对电压检测精度要求较高，采用硬件同步触发电路和软件同步采样程序协同工作来实现对电压信号的同步交流采样。硬件同步触发电路确保了对电压周期变化的实时响应，其输出接到DSP捕获器输入端CAP1和外部中断输入端，定时器作为捕获器的时基，捕获器可以捕