基于LPC2138同步发电机励磁控制系统的开发

论文摘要

励磁装置是同步发电机的重要控制部件,直接影响发电机及电力系统的运行特性。随着电力系统规模的不断扩大,系统结构和运行方式日趋复杂,对同步发电机励磁控制器运行的可靠性、稳定性、经济性和灵活性提出了更高的要求。本文在总结了国内外励磁控制系统优缺点的基础上,结合其今后的发展趋势,提出采用LPC2138微控制器为核心,开发同步发电机励磁控制系统。文中首先给出了基于LPC2138励磁控制系统的总体方案,介绍了系统内各部分的工作原理。方案设计充分利用LPC2138芯片的高速实时控制能力、数据处理能力以及丰富的片内外设来实现各种功能。其次着重对基于LPC2138调节系统的移相触发脉冲的硬件设计实现方法作了详细论述,给出了脉冲的形成和触发脉冲放大硬件原理图及软件流程图。最后,在实验室条件下对三相全控桥主回路及同步移相触发回路进行了调试,测得了不同控制角情况下的励磁电压波形。试验结果表明,基于LPC2138的同步发电机励磁控制系统总体方案结构简单,同步移相触发单元硬件及软件易于实现,工作性能稳定,且具有较高可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 同步发电机励磁控制器的作用
• 1.1.2 励磁控制理论发展及其要求
• 1.1.3 励磁控制器的发展
• 1.2 ARM微处理器简介
• 1.3 论文的主要内容
• 2 励磁控制系统的总体方案
• 2.1 励磁系统总体结构
• 2.2 三相全控桥式整流电路
• 2.3 输入量调理、测量单元
• 2.3.1 交流调理电路
• 2.3.2 直流调理电路
• 2.3.3 开关量输入输出通道
• 2.3 励磁控制算法
• 2.3.1 PID调节算法
• 2.3.2 励磁限制算法
• 2.3.3 调差计算
• 2.4 同步测频、测相单元
• 2.5 移相触发单元
• 3 移相触发单元的硬件设计
• 3.1 基于ARM7TDMI-S的微控芯片LPC2138
• 3.1.1 ARM7TDMI-S及其特点
• 3.1.2 LPC2138
• 3.2 同步电压整形电路
• 3.3 移相脉冲的形成
• 3.4 脉冲功率放大单元
• 4 移相触发单元的软件设计
• 4.1 LPC2138开发工具
• 4.1.1 LPC2138开发环境ADS1.2
• 4.1.2 JTAG调试接口以及EasyJTAG-H仿真器的特点
• 4.2 主程序设计
• 4.3 中断程序的设计
• 4.3.1 同步信号捕获中断子程序
• 4.3.2 移相脉冲中断子程序
• 5 移相触发单元的调试
• 5.1 试验系统的硬件构成
• 5.1.1 开发板EasyARM2138及其特性
• 5.1.2 同步信号整形以及移相脉冲放大电路
• 5.1.3 三相全控桥
• 5.2 试验调试
• 5.3 试验分析
• 5.3.1 移相触发脉冲实验
• 5.3.2 三相全控桥整流实验
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在校期间发表论文