基于TMS320F28377D的同步发电机励磁控制器的研究

发布时间：2020-11-11 23:55

　　 同步发电机励磁系统作为发电机最重要的控制系统之一,其控制性能的优劣既影响了发电机运行稳定性,又直接决定着电网的电能质量。随着系统中电力电子设备的日益增多,电力系统变的愈发复杂,励磁控制系统的控制算法、硬件拓扑也与之相适应的不断发展,因此对新型励磁控制器的设计和研究具有重要的意义。本文介绍了励磁系统对电力系统的作用以及励磁控制器的工程应用现状,针对现有的励磁控制器的不足提出了以自带控制率加速器的双核数字信号处理器(DSP)芯片TMS320F28377D作为控制核心的新型励磁控制器的设计方案。首先通过比较工程应用中的不同类型的励磁系统以及其整流方式,选定采用结构简单、稳定可靠的静止可控硅自并励励磁系统作为研究对象。采用PID调节及电力系统稳定器(PSS)附加控制的控制方案,以改善快速励磁系统的相位滞后特性,提高系统稳定性。然后根据相关规程对励磁控制器应具备的功能和性能要求完成了励磁控制器的硬件电路及程序设计。最后基于试制样机,在5 kW同步发电机经模拟线路并网的单机无穷大系统平台上完成静态、动态试验及PSS试验。试验结果表明,课题研制的励磁控制器的硬件及软件部分设计方案正确,性能指标达到并优于国标标准。
【学位单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM341
【部分图文】：

调节精度；拥有较快的响应速度；并且其工作过程中上、下桥臂的晶闸管都是靠触发脉??冲来进行换流，不会出现晶闸管失控现象，所以本课题设计的励磁系统中整流电路釆用??三相桥式全控整流。三相桥式全控整流桥的电路图如图２－３所示：??ＶＴ１?ＶＴ３?ＶＴ５??—ｒ?—ｒ??Ｌ＼?Ｌ＼?Ｌ＼?ｌｄ＇ｒ???１?Ｔ??０＿＿＿＿Ｌｒｖｗ＾?＿??〇?１?ｒｗｖＶｊ?ｎ?＿ｒｒ＾ｎｒ＼??＜??０＿＿＿Ｃ／ｖｖｖ＞￣?Ｌ／ｗｖ＾?Ｉ?Ｔ??—ｒ??本本本??ＶＴ４?ＶＴ６?ＶＴ２??图２－３三相桥式全控整流电路??Ｆｉｇ．２－３?Ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?ｆｕｌｌ－ｂｒｉｄｇｅ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ?ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ??三相桥式全控整流桥上桥臂中的可控硅ＶＴ１、ＶＴ３、ＶＴ５为共阴极连接，下桥臂中??的可控硅ＶＴ２、ＶＴ４、ＶＴ６为共阳极连接。上、下桥臂的两组晶闸管必须同时各有一个??晶闸管导通，电路才能构成回路正常工作。全控桥中６个晶闸管的导通顺序为ＶＴ１、??ＶＴ２、ＶＴ３、ＶＴ４、ＶＴ５、ＶＴ６，它们的触发脉冲相位依次相差６０°。其输入与输出的??关系满足公式２－１和２－２：??（１）

３．２．２处理器功能模块划分??处理器芯片确定后，根据其片上的集成资源ｅＣＡＰ、ｅＱＥＰ、ＡＤＣ、ＳＣＩ等，将励磁??控制器需要实现的功能划分到相应的资源模块，划分结果如图３－１所示：??ＦＬＡＳＨ????５?ｃ：?ｊ???＾隔?ｓ大????Ｉ???开孝■信?ＧＰＩＯ?ＧＰＩＯ?：?＾??万入?；／?Ｉ??——－］／?号输出??￣￣???ＴＭＳ３２０Ｆ２８３７７Ｄ?ＴｒｉＡ?！?ｉ??ｌｉｌｔ?＝＾＞ｅｃＡｐ?人机父互

?基于ＴＭＳ３２０Ｆ２８３７７Ｄ的同步发电机励磁控制器的研究??块。具体的设计思路和流程如图３－３所７Ｋ?：??待测量?？?ｒｔ３ａ?｜运放采样?＇电压偏?＾滤波电?１电压钳?｜?ＡＤＣ模??交Ｓｉ广＞?传感器一＾及放ｉ?ｈ置一叫ｉ?一＊１?５?ｎ＂块??图３－３交流量采集电路框图??Ｆｉｇ．３－３?Ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＡＣ?ｖｏｌｕｍｅ?ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｃｉｒｃｕｉｔ??设计得到的交流量调理电路原理图如图３－４所示，其中运算放大器Ｕ３０２用来进行??前级采样和放大，运算放大器Ｕ３０３用来进行电压偏置，将电压信号抬高１．５Ｖ，运算放??大器Ｕ３０４结合电阻和电容组成滤波电路，滤除交流信号中的谐波信号，最后两个双向??二极管为电压钳位作用，防止发电机在过压、过流情况下，输入到ＡＤＣ模块的信号电??压过尚，损坏ＡＤＣ模块。??????－＝－?３Ｖ??￣Ｉ－?－１２?Ｖ?＋１２Ｖ??Ｔ?＋１２Ｖ?—??Ｉ??—＾?Ｉ?Ｔ３?０２?＾?Ｉ?＾?Ｕ３０２?丁?卜?Ｄ３０５??「ｔＵ）?＞?＇?（―３?—＼?８?卜?Ｖ３０４?Ｊ?Ｚ??Ｄ?Ｃ?Ｉ?３?ｒＶ?／￣?Ｕ３０３?２?＼??，?ｖ?２?Ｗ?３?２?＾￣＂Ｗ＇??２￣￣６?Ｒ３１３?Ｒ３１４?３?＾?（?Ｖ？ｂＵ＞ＵＴｌ??Ｉ?＇―７．?工?１??门门厂｜?门?＋１２Ｖ?丄?７?－１２Ｖ????ａ?Ｉ?｜?，?Ｉ?一一１?ＶＣＣＩ￣－１２Ｖ?Ｃ３０Ｓ?＾??ｙ?ｙ?ｙ?ｃ－?ｒ
【参考文献】

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本文编号：2879933