[實用新型]嵌入式勵磁控制裝置

無效

• 申請號: 200620028057.3
• 申請日: 2006-11-09
• 公開（公告）號: CN201039070Y
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 周雪松;康文廣;馬幼捷;張躍均;邵寶福;吳平安;安曉東
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: H02P9/14
• 分類號: H02P9/14;G05B15/02;G06F17/00;G06F19/00
• 代理公司: 國嘉律師事務所
• 代理人: 王里歌

(一)技術領域：

本實用新型屬于電力系統同步發電機勵磁控制技術領域。

(二)背景技術：

發電機是電力系統中最重要的設備之一，它的基本功能是給同步發電機勵磁繞組提供直流電流，勵磁系統通過調節發電機勵磁繞組的直流電流，控制發電機機端電壓恒定，滿足發電機正常發電的需要，有效地提高發電機及電力系統的技術經濟指標，保證發電機可靠運行。因此，同步發電機勵磁控制系統的性能直接影響發電機的運行特性。目前在實踐中使用的勵磁控制裝置，主要存在運算速度和控制精度較低，很難實施復雜的控制算法，與上位機進行數據通信能力較差，在勵磁功率單元方面，采用不可關斷的可控硅，液晶顯示環節只能顯示簡單的字符、數字和漢字，不能實時顯示圖形，在軟件方面一般都不具備操作系統，而是用前后臺程序運行方式實現，實時性較差，應用程序幾乎不能擴展等問題。所以，嵌入式勵磁控制裝置的設計具有非常重要的意義，成為同步發電機勵磁控制領域的重要研究課題。

(三)發明內容：

本實用新型的目的在于為電力系統同步發電機提供一種嵌入式勵磁控制裝置。

本實用新型的技術方案是：嵌入式勵磁控制裝置由中央處理模塊、功率開關模塊、數據通信模塊、液晶顯示模塊等六個模塊組成；交流采樣模塊的輸入端連接外部電路的互感器，其輸出端連接中央處理模塊的輸入端，中央處理模塊的輸出端連接功率開關模塊，功率開關模塊輸出端連接發電機，數據通信模塊雙向連接PC機與DSP，中央處理模塊的輸出端連接液晶顯示模塊，網絡傳輸模塊雙向連接DSP和Internet。

中央處理模塊包括：DSP芯片、電源管理電路、晶振電路和電平轉換電路；勵磁控制器的應用程序和uC/OS-II經過編譯后，被一起下載到TMS320F2812?DSP的存儲器中，操作系統將整個應用程序分解為一系列的任務，對6個模塊進行管理控制，電源管理電路負責提供電能，晶振電路向DSP芯片提供時鐘信號，電平轉換電路主要負責電平轉換，中央處理模塊對經過A/D采樣得到的數字信號，通過空間矢量算法SVPWM，計算得到PWM脈沖的觸發時間，去驅動功率開關模塊。

功率開關模塊采用可關斷晶體管IGBT，6個IGBT共同構成一個三相全控整流橋，其門極接收來自中央處理模塊的PWM1-6控制信號，其輸出連接發電機。

數據通信模塊通過DSP上擴展的RS232串行通信接口，將PC機與DSP連接起來，完成數據的雙向傳送，利用VC++程序編制的交互界面可實現PC機與DSP之間的數據交換。

液晶顯示模塊包括液晶控制器SED1335和點陣式液晶顯示器LCD，DSP的控制信號和數據經過電平轉換后，輸入到液晶顯示模塊，從而可以實現發電機一些重要數據的顯示。

本實用新型的工作原理：

本實用新型涉及電力系統同步發電機運行系統的嵌入式勵磁控制裝置其工作原理為：該此裝置主要是對同步發電機機端電壓進行控制。高壓信號經電壓互感器、電流互感器變成低壓信號，然后通過信號調理送入DSP的A/D轉換器中，將模擬信號轉換成數字信號供DSP處理，DSP通過空間矢量算法SVPWM，計算得到PWM脈沖的觸發時間，去驅動功率開關模塊。功率開關模塊采用可關斷晶體管IGBT，6個IGBT共同構成一個三相全控整流橋，其門極接收來自中央處理模塊的PWM1-6控制信號，其輸出連接發電機。另外，為了方便用戶對勵磁控制器進行參數設置、遠程控制等，利用DSP芯片提供豐富的I/O引腳，設計了數據通信和網絡接口電路。DSP的控制信號和數據經過電平轉換后，輸入到液晶顯示模塊，從而可以實現發電機一些重要數據的顯示。更重要的是，將實時多任務操作系統uC/OS-II移植到DSP中，將應用程序分解成若干任務，對6個模塊進行管理控制，從而使軟件的設計更加的簡單，工作更加穩定可靠。