小型同步发电机微机励磁控制的研究

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1、摘要发电机在正常运行时，负载总是不断变化的，而不同容量的负载，以及功率因数的不同，对发电机励磁磁场的作用是不同的，对同步发电机的内部阻抗压降也是不一样的。为了保持同步发电机的端电压稳定，需要根据负载的大小及负载的性质调节同步发电机的励磁电流，因此，研究同步发电机的励磁控制具有十分重要的应用价值。本系统以单片机作为控制核心，以模糊自适应PID控制为主要的控制方法，将原有的依靠模拟电路实现各项功能的励磁调节系统改造成数字式励磁调节系统。首先介绍了同步发电机励磁控制器的发展及现状，分析了微机励磁控制器的特点以及存在的问题

2、。其次，简单介绍了本文所选用的MCS．51系列单片机的性能特点，给出了系统的整体构架，进而提出了以AT89C5l为核心，采用模块化的设计原则，对同步发电机励磁控制器的硬件及软件进行了详细地分析设计，并且给出了系统硬件原理图及软件流程图。结合外围电路，主要实现了模拟量采样、交、直流信号调理、模数转换、频率测量、移相触发和励磁控制算法等功能。在硬件和软件上采用了多种的抗干扰措施，使得励磁控制器的性能进一步提高。实验室试验结果表明：以AT89C5l为核心，具有模糊自适应校正功能的自并励静态励磁控制器具有硬件结构简单可靠，

3、性价比高，广泛适用于各种同步发电机励磁控制，特别是中小型同步发电机，具有很好的推广应用前景。关键词：励磁控制器，单片机，模糊白适应PID，同步发电机ABSTRACTTheloadalwayschangeswhenthegeneratorisrunningonthenormalcondition．anddifferentloadwithdifferentcapacityhasdifferentgenerator’Sexcitationmagneticfieldanddifferentintemalresistance

4、voltagedropofsynchronousgeneratorfortheirvariouspowerfactor．Tokeeptheterminalvoltagestabilityofthesynchronousgenerator，thesynchronousgeneratorexcitmioncurrentmustberegulatedaccordingtothesizeandthenatureoftheload．SOitiSofgreatvaluetostudytheexcitationcontrolle

5、rofsynchronousgenerator．Thisthesistakesthesingle．chipasthecoreofcontrolandthefuzzyself-adaptivePIDcontrollerasthemaincontr01method．andtransformstheexcitation-conditioningsystemreliedontheexistedanalogcircuitstorealizeallkindsoffunctionsintodigitalexcitmion．con

6、ditioningsystems．Firstly，thedevelopmentofsynchronousgeneratorexcitationcontrollerisintroduced，andthecharacteristicsandtheexistedproblemsofsynchronousgeneratorexcitationcontrollerareanalyzied．Secondly，abriefintroductionoftheselectedMCS．51seriessingle．chipiSgive

7、n．inthewayofadoptingmodulardesignprincipleandspecificanalyzingsynchronousexcitationcontrollerhardwareandsoftware，andthesystemhardwareandsoftwareflowchartareobtained．Finallly．combinedwiththeextemalcircuit，manyfunctionshaverealizedsuchasanalogsampling，theDCsigna

8、ltransforming，analog—to-digitalconversion，frequencymeasurements，phase-shiftedandexcitationtriggercontrolalgorithms．Avarietyofanti—noisemeasureshavetakenforhardwareandsoftware，andth