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基于DSP的自备电源同步发电机励磁控制系统的研究

作　者: 国江
导　师: 于克训
学　校: 华中科技大学
专　业: 电机与电器
关键词: 励磁控制系统 TMS320LF2407 Matlab/Simulink 接口电路
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 94次
引　用: 1次
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内容摘要

同步发电机作为自备电源中的能量转换中枢,承担着将柴油机动能转化为电能,并向电力电子变换装置输入电压稳定的交流电源,同时为高压发电机提供励磁电源,是整个自备电源系统中最核心、最重要的设备之一,保持同步发电机的运行稳定对于整个自备电源系统稳定运行至关重要。本文根据同步发电机特殊的运行要求,以TMS320LF2407为核心,研究设计了基于TMS320LF2407的同步发电机励磁控制系统。本文首先根据自备电源系统对同步发电机的运行性能要求对励磁控制系统的励磁方式、基本结构、主电路和控制策略进行了设计。励磁控制策略采用PID控制,PID控制能在一个相对大的范围内对电压进行快速精确地控制,它既能有效地抑制超调,又能保证电压调节精度,能满足大部分应用场合的要求。自并励励磁系统接线简单,可靠性高,维护方便,造价低廉并具有固有的高起始的快速响应特性,本文选择自并励励磁方式。主电路为发电机机端电压经过三相不控整流电路、BUCK斩波电路、单相逆变电路、高频变压器降压电路、单相不控整流电路以及滤波电路后输出给励磁绕组。该励磁系统主电路结构新颖、简单、稳定、可靠,控制系统只对第二级BUCK电路中IGBT的触发脉宽进行调节就可以方便的调节输出到励磁绕组的电压和电流。故此电路在控制特性上有其非常方便可靠。本文在充分分析励磁控制系统输入输出信号的基础之上,详细设计了TMS320LF2407与励磁主电路和同步发电机之间的控制信号接口电路。本文对励磁主电路的主要元器件进行了计算选型,建立了精确同步发电机励磁控制系统的数学模型,并利用Matlab/Simulink对励磁主电路分别在同步发电机4000rpm和8000rpm空载时进行了仿真研究,仿真试验结果显示该励磁主电路完全满足自备电源系统对同步发电机励磁控制系统的基本性能要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-12
  1.1 研究的背景和意义  9-10
  1.2 本文设计励磁控制系统概述  10-12
2 励磁控制系统的分析与设计  12-22
  2.1 同步发电机励磁控制系统的主要性能指标  12-13
  2.2 励磁控制系统励磁方式的选择  13
  2.3 励磁控制系统的基本结构设计及其原理  13-15
  2.4 励磁主电路设计  15-18
  2.5 励磁系统辅助电路设计  18-19
  2.6 励磁控制系统硬件功能设计图及工作原理  19-21
  2.7 本章小结  21-22
3 TMS320LF2407 与励磁系统接口电路的设计  22-45
  3.1 励磁控制系统输入输出接口电路原理图  22-24
  3.2 频率测量电路  24-26
  3.3 主开关器件的驱动保护电路  26-28
  3.4 开关量输入输出接口电路  28-31
  3.5 外部存储器扩展电路  31-32
  3.6 复位电路  32-38
  3.7 A/D 采样电路  38-41
  3.8 CAN 通信接口电路  41-44
  3.9 本章小结  44-45
4 励磁系统主电路仿真模型的建立和仿真波形分析  45-51
  4.1 同步发电机励磁控制系统仿真模型简介  45-46
  4.2 同步发电机4000rpm 额定空载工作状态时的波形  46-48
  4.3 同步发电机8000rpm 空载工作状态时的波形  48-50
  4.4 本章小结  50-51
5 结论与展望  51-53
致谢  53-54
参考文献  54-56

基于DSP的自备电源同步发电机励磁控制系统的研究

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