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基于DSP的自动励磁控制装置的研究

何彦民  
【摘要】: 励磁控制器是励磁系统的重要组成部分,对电力系统的安全稳定运行有着十分重要的意义。目前国内外生产的数字式励磁控制器逐渐由多个CPU向一个功能强的CPU发展,这有利于减少系统维护量,提高可靠性,并最终达到“傻瓜机”的效果。电力系统自动化水平的提高,对数字式励磁控制器的性能和可靠性提出了越来越高的要求。新型电机控制专用DSP的推出为上述目标的实现和问题的解决提供了良好的软硬件平台。 本文首先概述了励磁控制系统的作用以及励磁控制系统的发展,包括励磁控制方式、励磁控制理论和励磁控制器硬件组成各方面的发展过程及趋势;然后介绍了DSP的特点、选型和软硬件调试环境;最后重点研究了基于DSP的励磁控制器总体设计方案和各主要功能模块的硬、软件设计。主要工作包括:以TMS320F2812控制专用高端32位DSP为控制核心,使励磁控制器的几个基本功能模块数字化的整合为一体,将部分功能单元集成在TMS320F2812的片上系统中,这与近年来应用文献中侧重研究的其它单片机、工控机励磁控制器设计方案相比可有效缩小控制器体积,降低模块间的干扰,提高励磁控制的速度和可靠性;利用硬件锁相环电路和六通道16位并行AD转换器件相配合解决了电机控制中多通道模拟信号同步交流采样问题,有效地保证了计算所得有功功率和功率因数更接近于真实值;所设计的移相触发脉冲模块,利用新型的快速脉冲列触发技术,既可提高触发脉冲陡度又降低了对脉冲变压器的要求。 本文所设计的基于DSP的励磁控制器具有开放性,主控制模块扩展硬件接口具有电平兼容性,软件采用模块化设计方法进行设计,便于励磁控制器功能的扩充和完善。经实验证明所设计硬、软件配合良好,达到了预期的设计目标。


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