发电机作为电力系统中的核心设备,其故障或异常都将直接影响电力系统的安全运行和电能的质量。为了准确分析发电机故障或异常的具体原因，必须要有发生故障或异常期间的各个电力参数值作为依据，由此诞生了故障录波器。它不仅可以对发电机运行工况进行全面监视和记录，同时还可为故障或异常的分析提供直接依据。因此，研究出可靠性高、适应性强的故障录波器，对发电机甚至整个电力系统的安全运行具有较大的现实意义。以此为背景，本文主要进行和完成了以下工作：首先，本文根据国内外故障录波器的发展状况，分析了故障录波器的性能和要求，选用意法半导体的STM32F4系列32位微控制器作为核心，设计故障录波器。其次，在硬件设计中，完成了微控制器（STM32F4IGT6）外围电路、数据采集电路、数据存储电路和通讯电路的设计工作。其中，主芯片的外围电路包含调试电路、时钟电路和复位电路；数据采集电路实现了对定子电压、定子电流、频率、励磁电压和励磁电流的采集；数据存储电路分为F-RAM和外扩SD卡存储，满足故障录波对存储数据的需要；通讯电路包括四类通讯接口：RS-485、CAN、以太网和USB，用以满足故障录波系统对组网的需要。再次，在软件设计中，完成了故障录波器整体软件流程的设计，包括数据采集与处理、故障录波和通讯等子程序。最后，编写了软件应用程序，对主要硬件单元和软件功能进行了调试和试验验证，其结果表明该故障录波器各个模块的功能符合设计指标，且运行可靠。