适用于中小型同步发电机的基于单片机励磁调节器的改进

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适用于中小型同步发电机的基于单片机励磁调节器的改进

摘要;为了降低以微型计算机为核心的数字式励磁调节器的建造费用,使更多的中小型同步发电机具有优良
" f) a! ?  W/ E' Y7 n的调节性能，设计了以单片机为控制核心的中小型同步发电机的励磁调节器。该励磁调节器以80C196KB/KC
为硬件核心,采用非线性控制,具有可靠性高、调节精度高、动态性能好、运行维护方便等优点。其数字仿真和
实际应用均表明该调节器具有稳定和优良的性能。
' X* _& U& ?" ?8 N2 v  Z关键词:单片机;电力系统;同步发电机;励磁调节器;数字仿真
" i: K" x: J+ @( v
. V# {$ w; x( _+ t0前言
随着电力系统的发展，对系统稳定性的要求越来越高。励磁控制系统是同步发电机的重要组成部
4 F2 z) e: r! H( P4 @分，直接影响同步发电机运行的可靠性和稳定性。目前励磁控制系统多为数字式的,其核心是励磁调节
器。目前电力系统所用的数字励磁调节器具有投建费用较高、安装周期长等缺点,很多中小型电厂和变
! K# k4 m% Z9 S6 L电站往往无力更新改造,而其现有的励磁装置已无法满足现代化电力系统对运行高性能的要求，急需改
进。为此，本文设计出一种性能优良﹑投建费用少、建设周期短、很适用于中小型同步发电机的以单片机
& g9 f6 }( p& q8 B为控制核心的励磁调节器。仿真与实际应用表明,该励磁调节器性能优良，值得推广应用。
8 e! h# G, e8 k, S+ H  O
" u2 q1 {$ ?( @1 ^: E励磁调节器硬件设计
本设计采用自并励式控制系统,励磁调节器采用性能优
越的8OC196KB/KC为硬件核心，8OC196KB/KC货源充足，价
格相对较低，且程序代码可以完全移植。其多功能用户板抗
干扰性强，性价比高,恶劣现场环境下稳定性好,电源采用隔
离设计。本设计硬件原理如图1所示:80C196KB/KC，串行
7 U3 [& B, c5 d# B  C通讯接口,8路A/D转换，4路高速输入，4路高速输出，
+ ]+ B( o( D$ w7 D2 XWatchdog，24路开关量输入/输出(带光隔)，2路DA转换，
; M& ?# P" R- M) I7 ~6 sDS12887日历,时钟芯片，lO用扩展片选CS2- CS7,键盘显
示接口等。
' J4 M/ q( h. k* ~% b  ~) v# M) r该板的特性使之能够集中完成调节的大多数功能,外围
只需有信号调理、脉冲放大和逻辑操作即可构成完整的励磁
调节器。A/D采样部分考虑到80C196本身的AD采样精度
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目前电力系统所用的数字励磁调节器具有投建费用较高