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水轮发电机DSP励磁控制器的试验研究

杨寿全

   本文在总结现有DSP励磁控制器研究成果的基础上,对基于TMS320LF2812的同步发电机DSP励磁控制器的功能进行了完善,对存在的不足进行了改进,主要取得了以下成果: 提出了利用DSP控制器芯片EV模块的捕获单元CAP和通用定时器GPT完成频率和相位测量的方法。该方法用捕获单元CAP1捕获同步信号的上升沿,并启动通用定时器GPT1计数来完成同步信号两相邻上升沿之间时间的测量,再经过简单的计算即得同步信号的频率;在捕获单元CAP1捕获到同步信号的上升沿的同时,启动通用定时器GPT3计数,在捕获单元CAP4捕获到机端电流信号上升沿时,利用GPT3此时的计数值,即可得到机端电压与电流相位差,再经过简单的计算即可得到发电机功率因数、有功功率和无功功率。 对常规PID控制器在发电机初始建压阶段的控制方法进行了改进。提出了一种实用的电压给定值按指数规律增长的建压方法,该方法和常规的建压方法相比具有超调量小,振荡次数少等优点。 对DSP励磁控制器的功能进行了完善。在原有恒机端电压调节方式的基础上,利用PID控制算法实现了恒励磁电流、恒无功功率和恒功率因数调节模式,按给定值跟踪方式完成了四种运行模式之间的相互跟踪及无扰动切换;完善了DSP励磁控制器的限制功能,实现了V/F限制、过励限制和低励限制等。 设计了DSP励磁控制器的人机界面,并利用该控制器芯片的异步串行通讯接口SCI实现了与上位机之间的通信。 在实验室条件下对DSP励磁控制器按DL489—1992《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置试验规程》进行了全面的动、静态特性试验。试验结果表明基于DSP的水轮发电机励磁控制器设计思想先进,各项性能指标均达到或优于GB/T7409.3—1997《大中型同步发电机励磁系统技术要求》的规定,有良好的推广应用价值。……   
[关键词]:水轮发电机;DSP;励磁控制器;试验研究
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:西安理工大学2006年
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