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基于DSP的水轮机调速系统仿真测试仪研究与实现

王珊  
【摘要】: 水轮机调节系统是水电站运行的重要组成部分,而调速器又是水轮机调节系统的核心,其调节品质的好坏对水轮发电机组运行的安全性和经济性,以及电力系统的电能质量和安全、可靠、稳定运行具有重大意义。因此,在调速器的生产、安装和大修等环节,都需要对其性能和特性进行全面测试,并对控制参数等进行适当的整定。 为了解决调速器在实验室的研制阶段难以达到边开发边测试等难题,结合目前调速系统自动测试装置的现状和电子技术的发展趋势,本文提出了一种基于DSP技术的水轮机调速系统仿真测试仪的设计方案。该测试仪内含执行机构和调节对象的仿真模型,可以在不同情况下进行仿真模式的选择,从而实现并完成调速器的各项出厂测试试验。除此之外,测试仪还可以在发电现场对调速系统的实时量进行采集和分析,测试和监控调速器和系统的工作状态。 本设计采用TI公司的TMS320F2812 DSP芯片作为核心控制器件,与Cypress公司的USB控制芯片CY7C68013连接,利用USB 2.0高速的数据传输能力,通过USB总线接口完成与PC机应用程序的通信。本文探讨了系统总体方案设计,对水轮机调节系统完成了建模及仿真,实现了整体硬件平台设计,并对系统软件的设计作了初步探讨。在全文的第四章中,重点针对测试仪的频率测量模块,首先对残压测频和齿盘测频等水轮机组常用频率测量的方法进行了比较选择,并提出了一种基于改进平均滤波法的单传感器测量方法,最后对测试仪测频模块的具体软硬件实现作了详细阐述。


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