探析双机热备用同步发电机励磁控制系统设计

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1、天津理工大学硕士学位论文双机热备用同步发电机励磁控制系统设计姓名：杨华丽申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：赵辉20071201摘要同步发电机励磁控制系统承担着调节发电机输出电压、保障同步发电机稳定运行的重要责任。优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，为电网提供合格的电能，而且还可有效地改善电力系统静态与暂态稳定性。本文在深入分析励磁控制系统国内外研究现状和发展趋势的基础上，设计了一种以TMS320F2812为控制核心的同步发电机励磁控制系统。为提高励磁控制系统的可靠性，本文首先研究了励磁控制系统的双机热备用技术，在此基础上，选择TI公司的T

2、MS320F2812作为控制核心，提出了双机热备用同步发电机励磁控制系统的硬件设计及软件实现方法。在硬件系统中，本文设计了三电平PWM(PulseWidthModulation)整流器作为励磁功率单元，同时，选择SVPWM(SpaceVectorPulseWidthModulation)算法作为控制策略。其次，在对双机切换原理进行详细分析的基础上，重点对双机切换单元进行了研究，设计了双机切换电路。在系统硬件支持下，采用模块化设计原则，设计了系统的应用软件，并给出了部分软件流程图。最后，通过MATLAB仿真，分析了PID调节参数及采样周期对系统稳定性的影响。关键词：双机热备用，同步

3、发电机，励磁控制系统，TMS320F2812，PWMAbstractSynchronousgeneratorexcitationcontrolsystemisinchargeofregulatingthegeneratoroutputvoltageandguaranteeingit’Sstableoperation．Excellentexcitationcontrolsystemnotonlycouldguaranteethegeneratorrunningreliablyandsteadily,butalsocouldenhancethestaticstabilityandtr

4、ansientstabilityoftheelectricpowersystem．Basedonanalyzingtheactualityanddevelopmenttrendoftheexdtationcontrolsystemathomeandabroad，thispaperdesignsasynchronousgeneratorexcitationcontrolsystemusingTMS320F2812asthecontrolcenter．Toimprovethereliabilityoftheexcitationcontrolsystem，firstlythispape

5、rresearchesonthedualmodulehotsparetechnologyoftheexcitationcontrolsystem．Basedonit，thepaperchoosesTMS320F2812asthecontrolcenter,presentingthedesignmethodsofthehardwareandsoftwareindualmodulehotsparesynchronousexcitationcontrolsystem．Inthehardwaresystem，thispaperdesignsthree—levelPWM(PulseWidt

6、hModulation)astheexcitationpowerunitandchoosesSVPWM(SpaceVectorPulseWidthModulation)arithmeticasthecontrolstrategy．Secondly,basedontheparticularanalysisoftheswitchprincipleofdualmicrocomputer,thispaperresearchestheswitchunitofdualmicrocomputerspeciallyanddesignsthecircuitofit．Underthesupporto

7、fthesystemhardware，adoptingmodularizingdesignrule，thispaperdesignstheapplicationsoftwareofthesystemandgivespartsofflowchartsofthesoftware．FinallythroughMATLABsimulation，thispaperanalyzestheeffectofPIDparametersandsamplingcycleonthestabilityof