同步发电机微机励磁调适器的设计与实现.pdfVIP

维普资讯 第 28卷 第 2期 水 电 自动化 与 大 坝 监 测 Vol_28 NO．2 2004年 4月 20日 HydropowerAutomationandDamMonitoring Apr．20，2004 33 同步发 电机微机励磁调节器的设计与实现 区干生 ，容太平 (华中科技大学 电子与信息工程系，湖北省武汉市 430074) 摘要 ：介绍 了基于DSP芯片 TMS32OLF24O7A 的同步发 电机微机励磁调节器的设计原理与 实现 过程。它利用 DSP芯片可快速执行傅里叶算法的优 点，通过采用 同步采样 A／D转换器芯片 ADS7864实行交流 同步采样的方法，对 同步发 电机 出口端的定子 电压、电流进行准确测量 ；通过 PID和最优控制的方法，得到精确 的脉 宽调制控制信号输 出；并且利用 DSP芯片上的 串行通信接 口SCI和 CAN控制器接 口，实现 多机之 间和与上位机之 间的调试及监控通信 。 关键词 ：同步发 电机 ；励磁调节器 ；DSP；同步采样 ；CAN总线 中图分类号：TV734．4；TM761．11 0 引言 为发电机的无功电流 ；X 为发电机直轴同步电抗。 只考虑幅值关系，在励磁 电流不变 (即AE 一0) 在同步发电机发电系统中，励磁调节系统是其 的情况下，同步发 电机 的外特性 的斜率为 ：△己，／ 中的重要组成部分，它通过对 电力系统参数的监测 ， AI。一一Xa，即图 1中斜线 1的斜率。当外部电压 调节发电机组的出力，从而决定发电机组所送出电 变化、电压 由 己，减小为 己，时，无功 电流 由 ，增大 能的质量高低。励磁调节器在励磁调节系统 中直接 为 ，。若要维持 电压不变 ，就要增大空载 电压 ，即 担负着数字控制的任务。 由E 增大到 E ，使其在图 1中斜线 2的特性上运 微机励磁调节器与半导体式励磁调节器相比具 行 。或者 ．利用励磁调节器 自动调节励磁电流，调节 有许多优点 。利用微处理器强有力的计算和逻辑运 器动作后 的外特性 的斜率为 △ ／AI。一一 (x ／ 算能力以及软件设计的灵活性，微机励磁调节器可 (1+K：))，即图 1中斜线 3，其中K 为励磁控制系 以实现复杂的控制策略，实现完备的限制及保护功 统开环放大倍数。所以，无功负荷的变化是造成机 能、通用和灵活的系统功能、简单的操作以及智能化 端电压变化的主要原因，要保持机端电压不变，必须 的维修和试验手段 ，还具有调节准确、精度高 、在线 相应地调节发 电机 的励磁 电流_】。 改变参数方便、可靠性高、无故障工作时间长 、通信 方便等优点。 本文主要介绍了应用数字信号处理器 (DSP)芯 片TMS320LF2407A(以下简称 2407A)设计一套微 机励磁调节器 ，重点介绍 2407A与系统 的融合，以 及交流同步采样和 CAN 总线通信的硬件、软件实 现 。 1 励磁调节器的实现原理