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數(shù)字式柴油發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的研究
2017-11-4 閱讀(562)
柴油發(fā)電機(jī)是一種獨(dú)立的中小型發(fā)電設(shè)備，目前在中小型發(fā)電機(jī)上使用的還是模擬勵(lì)磁控制器，模擬勵(lì)磁控制器不利于實(shí)現(xiàn)高精度、強(qiáng)適應(yīng)性的勵(lì)磁控制，數(shù)字式勵(lì)磁控制器具有精度高、反應(yīng)快、控制算法適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此數(shù)字式勵(lì)磁控制器在近幾年有著取代模擬勵(lì)磁控制器的趨勢(shì)。
本文首先介紹了柴油發(fā)電機(jī)組的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，以及發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)展，簡(jiǎn)要介紹了柴油發(fā)電機(jī)組的組成，研究了中小型同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方案，分析對(duì)比各種勵(lì)磁方案的優(yōu)缺點(diǎn)，說明了柴油發(fā)電機(jī)選用無刷勵(lì)磁方式作為其勵(lì)磁方案的原因。 在分析了柴油發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制器的作用和性能指標(biāo)后，本文對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁功率主回路進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括基于IGBT的開關(guān)式勵(lì)磁功率單元、起勵(lì)、滅磁、整流橋保護(hù)和IGBT驅(qū)動(dòng)與保護(hù)等電路的設(shè)計(jì)，并給出了二極管、勵(lì)磁變壓器的選型參數(shù)和依據(jù)。
本文采用DSP芯片TMS320F2812作為勵(lì)磁控制器的控制芯片。在硬件設(shè)計(jì)中，充分利用了TMS320F2812芯片豐富的外設(shè)資源，并把具有可靠性高的頻率檢測(cè)、多通道交直流信號(hào)采樣、具有光電藕合器的開關(guān)量輸入輸出和人機(jī)接口等電路有機(jī)地整合為一體。在軟件設(shè)計(jì)中，遵循結(jié)構(gòu)化、模塊化、自頂向下、逐步細(xì)化的編程思想，開發(fā)了可讀性強(qiáng)的頻率檢測(cè)、數(shù)據(jù)采集與計(jì)算、PWM脈沖產(chǎn)生和勵(lì)磁限制保護(hù)等模塊，并把它們無縫地嵌入到總體軟件框架之中。
zui后，本文給出了勵(lì)磁系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并提出了模糊PID控制算法，與以常規(guī)PID為控制算法的勵(lì)磁系統(tǒng)作了仿真對(duì)比，在起勵(lì)運(yùn)行與電壓給定發(fā)生變化時(shí)，對(duì)兩者的機(jī)端電壓波形進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明采用模糊PID控制算法的勵(lì)磁系統(tǒng)在改善發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能方面優(yōu)于采用常規(guī)PID控制算法的勵(lì)磁系統(tǒng)。
