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自备电源高压发电机励磁系统设计

程欢  
【摘要】:本文是作者在参与课题车载自备电源系统中的重要部分,即高压发电机励磁控制的基础上,对独立运行不并网的同步发电机的励磁及其控制系统进行的研究。高压发电机作为自备电源系统的主力发电机,担负着自备电源系统能否正常工作的重责。该课题所研究的高压发电机励磁系统,由于高压发电机的特殊性,电压频率波动幅度较大,为了保证发电机端电压维持在一定水平,必须根据负载的大小和性质,通过自动励磁调节器同步调节其励磁电流和励磁电压。本文通过理论分析、数值仿真对高压发电机励磁控制系统进行了研究。 本文在对自备电源系统的工作原理深入了解的基础之上,充分了解了同步发电机励磁控制方式和控制算法的国内外发展水平。针对本文所提的高压发电机励磁控制系统,分析并确定其具体所需的励磁方式、励磁主电路拓扑结构、控制算法等,详细阐述了主电路拓扑的工作原理,并计算励磁电源主电路的各个参数,其中高频变压器的设计,对于整个系统的良好工作显得尤其关键和重要。并且使用Matlab对励磁主电路系统进行仿真,验证主电路拓扑的合理性和适用性。 在详细设计阶段,首先是硬件设计,主要是DSP2407的外围接口电路原理图的设计。在软件设计方面,对励磁系统采用了变系数PID的控制方法,搭建了励磁系统数学模型并进行阶跃响应的仿真分析;对励磁控制系统的运行控制进行了详细的设计,给出了控制流程;最后分析了在软件设计中存在需要注意的问题。


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