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同步发电机是电力系统中重要的电源,提高和维持同步发电机运行的稳定性,是保证电力系统安全、经济运行的基本条件之一。在众多改善同步发电机稳定运行的措施中,提高励磁系统的控制性能,被公认为是最有效和经济的措施之一[1]。传统静止励磁系统的励磁功率单元多采用相控式整流电路,相控系统由于存在失控时间,加上晶闸管的开关速度低,导致调节时间长,动态响应速度慢。励磁变压器的串联电抗恶化了晶闸管的换相工作条件,并在晶闸管元件导通与关断瞬间引起危及到转子励磁绕组安全运行的过电压。本论文在方案论证和仿真的基础上提出斩控式励磁控制主电路。使用开关频率较高的大功率智能功率模块(IPM)作为主电路的开关元件,可以省掉平波电抗器,大大简化了控制电路的复杂程度,提高了励磁控制系统的动态调节速度。现代同步发电机组励磁控制系统已向着高稳定性、计算机自动控制方向发展。本论文选用TI公司专用于电机控制的数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407A作为同步发电机组数字式励磁控制系统的主控芯片。其强大的内部资源可以实现励磁电流的实时调节和快速故障保护,并具有通信功能。本论文讨论了系统主电路、控制电路、同步发电机Saber仿真模型的建立、励磁方式的仿真分析及控制策略。介绍了以LF2407A为核心的控制电路的硬件电路和软件设计。在励磁控制算法程序中采用发电机标么值计算,使本论文设计的发电机励磁控制系统算法程序具有一定的通用性,对其它容量发电机励磁控制系统的设计有一定的参考价值。 整个系统通过单机运行实验验证,通过实验结果分析比较得出斩控式励磁方式可以达到励磁电流的快速、宽范围调节。充分说明以DSP为核心的数字式励磁调节器具有较快的动态响应速度,对斩控式励磁方式在同步发电机励磁控制系统的工程应用有一定的参考价值。