毕业论文：陈光090303117电力自动化（定稿）

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1、辽宁工业大学电力系统自动化课程设计（论文）题目:25MW发电机自并励励磁自动控制系统设计院（系）：电气工程学院专业班级：电气094学号：090303117学生姓名：陈光指导教师：起止时间：2012.12.31—2013.01.11课程设计（论文）任务及评语院（系人电气工程学院教研室：电气工程及其自动化学号090303117学生姓名陈光专业班级电气094课程设计25MW发电机自并励励磁自动控制系统设计题目设计要求1.阐述发电机励磁控制系统的控制原理。2.确定励磁控制系统方案。3.设计输入接口及电力参数数据采集通道。4设计输出接口及输出励

2、磁控制通道。5确定控制算法，设计系统软件。课程设计(论文)任务6对设计进行总结。基本参数及要求：1水轮发电机容量25MW,功率因数0.85,定子额定电压18KV,额定转子电压177V。2要求电压调差系数在±15%范围内对调。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口动电压调节范围：60%〜140%o6起动升压至额定电压时，超调量不大于5%。1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。（1天）2、系统总体方案设计，选择CPU,设计单片机最小系统。（1天）3、设计输入接口及电力参数数据釆集通道。（2天）进度

3、计划4、设计输出接口及输出励磁控制通道。（3天）5、系统软件设计。（2天）注：成绩:平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算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。要实现这个H的，就必须根据负载的大小和性质随时调节发电机的励磁电流。木文采用自励系统中接线最简单的自并励励磁系统，针对同步发电机论述了自并励励磁自动控制系统的特点及发展现状，分析了自并励励磁自动控制的原理

4、和实现方法，提出了基于AT89C51单片机的同步发电机自并励自动控制系统的设计思路，对于所设计的单片机最小系统经过经济性与技术性的比较后，选用了按键电平复位电路和内部时钟电路，并在此基础上设计了励磁装置的硬件系统和软件系统。最后又对整个系统进行了MATLAB仿真，以用来对比运用算法所得结果与仿真所得结果是否在误差允许范围内。木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，加强了控制器的口我校正能

5、力,自适应能力，提高了控制精度和速度。关键词：自并励励磁自动控制系统；AT89C51单片机；MATLAB仿真目录第1章绪论11.1励磁控制系统概况11.2木文主要内容第2章发电机自并励励磁自动控制系统硕件设计2・1发电机口并励励磁口动控制系统总体设计方案32・2单片机最小系统设计32・3发电机口并励励磁口动控制系统模拟量检测电路设计62.4直流稳压电源电路设计7第3章自并励励磁控制系统软件设计103.1软件实现功能综述103.2流程图设计10321主程序流程图设计.10322模拟量检测流程图设计113.3程序清单12第4章系统仿真与分

6、析144.1Mati.ab软件简介144.2系统仿真模型的设计15第5章课程设计总结17参考文献18第1章绪论1.1励磁控制系统概况供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统。它一般由励磁功率单元和励磁调节黠两个主要部分组成。励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。励磁系统的口动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势，也促使励磁技术不断发展。一般我们把根据电磁感应原理使发电机转子形成旋转

7、磁场的过程称为励磁。此外，为发电机等“利用电磁感应原理工作的电气设备”提供工作磁场也叫励磁。有时，向发电机转子提供转子电源的装置也叫励磁。励磁的主更作用是：第一，维持发电机端电压在给定值，当发电机负荷发生变化时，通过调节磁场的强弱来恒定机端电压。合理分配并列运行机组之间的无功分配。第二，提高电力系统的稳定性，包括静态稳定性和暂态稳定性及动态稳定性。第三，直流电机的转动过程中，励磁就是控制定子的电压使其产生的磁场变化，改变直流电机的转速,改变励磁同样起到改变转速的作用。励磁按直流电机励磁方式可分为他励磁，并励磁，串励磁，复励磁等方式，按

8、整流方式分为旋转励磁和静I上励磁。励磁装置是指同步发电机的励磁系统中除励磁电源以外的对励磁电流能起控制和调节作用的电气调控装置。根据不同的规格、型号和使用要求，分别由调节屏、控制屏、灭磁屏和整流屏儿部分组合而成。1・2本