基于单片机的同步发电机励磁控制器的设计开题报告

 2021-08-08 21:37:34

1. 研究目的与意义

对于大中型发电站,随着发电机单机容量和电网规模的增大,发电机组及电力系统对励磁控制在快速性,可靠性方面有越来越高的要求,相应地,励磁控制在理论和实践也在不断地更新,发展和完善。近年来,基于微机控制系统的发电机励磁控制系统已逐渐代模拟式励磁控制器而成为大中型水电站同步发电机励磁控制器的主流。

对于小型水电站,由于资金,技术条件和水电站规模等方面的限制,微机励磁控制器并未普及,市场前景广。基于此,针对小型水电站,以pic单片机为控制核心,从硬件和软件两方面详细设计了单片机微机励磁系统。

发动机是供电系统中最重要的电气设备之一,他发出电量的质量由输出电压大小和频率高的来衡量。通常通过控制原动机的转速来控制输出电压频率,通过控制发电机励磁电流控制输出电压。该课题主要设计同步发电机励磁控制器,使发电机输出电压稳定,当外部负载发生变化输出电压也随之变化时,控制发电机励磁电流使发电机输出电压获得控制,保持稳定的输出电压。

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2. 国内外研究现状分析

发动机是供电系统中最重要的电气设备之一,他发出电量的质量由输出电压大小和频率高的来衡量。通常通过控制原动机的转速来控制输出电压频率,通过控制发电机励磁电流控制输出电压。该课题主要设计同步发电机励磁控制器,使发电机输出电压稳定,当外部负载发生变化输出电压也随之变化时,控制发电机励磁电流使发电机输出电压获得控制,保持稳定的输出电压。

3. 研究的基本内容与计划

在设计的微机励磁控制器中,主控制器对机端电压,定子电流进行高速采样,对励磁电流,电压等进行直流采样,对机端电压频率进行精确测量,将采样测量后的量发送给从控制器。从控制器计算出有功功率和无功功率,功率因数后,进行PID调节,得到与可控硅导通角相关的控制参数,当同步信号到来时,利用定时器产生6路触发脉冲,此脉冲经过功率方法单元导通可控硅,触发三相整流桥,已达到控制励磁电压和励磁电流的目的。

励磁控制器作为同步发电机控制的一个重要辅助控制设备,由励磁功率单元和励磁控制器单元两部分构成。由电压互感器、交流直流变换器、A/D转换等检测发电机输出电压。用D/A转换器、功率管控制励磁电流,实现电压控制或用发电机输出电压经变压器降压、交流稳压、可控硅整流控制励磁电流,使输出电压稳定。出现异常报警。1. 1月15日-2月29日根据毕业设计任务收集相关的材料,对设计任务进行分析与论证,准备开题。 2. 3月1日-4月25日进行设计、实验阶段,主要内容为: a.确定控制系统结构方案,设计出控制系统原理图。用Protel软件绘出PCB电路图(限制A3图纸以内) b.根据设计控制方案画出流程图,采取汇编或C语言编写控制程序 c.安装电路,调试3. 4月25日-5月15日撰写论文。 4. 5月15日-6月1日准备答辩。

4. 研究创新点

电力系统具有不确定、强非线性和多重目标控制的要求等特点,同步发电机励磁控制可以有效的改善电力系统的稳定性,励磁控制的主要人物就是进行电压控制,合理分配无功功率,以提高同步发电机并列运行的稳定性。

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