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1、辽宁科技大学本科毕业设计（论文） 第 I 页同步发电机励磁自动控制系统设计摘 要随着电力行业不断发展和机组单机容量的增大，对机组的要求是越来越高，不仅仅是机组的可用率、运行效率和安全性，对机组的可靠性与经济性也提出了更高的要求。励磁系统作为发电机的核心控制系统，它的运行状态直接影响发电机运行可靠性与经济性。因此，保证励磁系统安全、可靠的工作是十分重要的。对励磁系统进行状态监测与诊断不仅能够提高设备维护的经济性，还能显著提高系统的可靠性。在本论文中，通过分析了同步发电机励磁系统的工作原理，运用飞升曲线法建立了励磁控制系统的动态数学模型，运用工程设计法设计出闭环控制系统的调节器。组建了同步发电机励
2、磁自动控制系统，完成系统调试。实验结果表明该数学模型和控制算法是合理的。然后分析了同步发电机自励励磁系统的不足,提出一种新型斩波控制励磁系统。分析了这种系统的工作原理,建立了各个环节的数学模型,利用工程设计法设计出相应的调节器,根据反馈控制原理组建了自励自动控制系统。仿真结果证明了本文提出控制方案的可行性,为励磁改造和优化提供了一定的理论指导意义。关键词：同步发电机；飞升曲线法；工程设计法辽宁科技大学本科毕业设计（论文） 第 II 页Design of automatic control system for synchronous generator excitationAbstractWi
3、th the power industry will continue to development and unit capacity increasing, the requirement of the unit is more and more high. Not only is the unit availability, operation efficiency and safety of, also put forward higher requirements on the unit reliability and economy. As the core control sys
4、tem of generator, the operation state of the excitation system directly influences the reliability and the economy of generator.Therefore, it is very important to guarantee the safety and reliability of the excitation system. The state monitoring and diagnosis of excitation system can not only impro
5、ve the economic performance of the maintenance, but also improve the reliability of the system.In this paper, through the analysis of the working principle of the excitation system of synchronous generator, using upwards curve method to establish the dynamic mathematical model of excitation control
6、system, a closed loop control system of the regulator using the engineering design method is adopted to design. The automatic control system of generator excitation is established, and the system is debugged.Experimental results show that the model and control algorithm are reasonable.And then analy
7、zes the lack of self excitation of synchronous generator excitation system, puts forward a new type of chopper control excitation system. Analysis of the working principle of this system, all aspects of the mathematical model are established, and the engineering design method design corresponding re
8、gulator, according to the feedback control principle of formation of the automatic control system of self. The experimental results prove the feasibility of the proposed control scheme, and provide some theoretical guidance for the excitation and optimization.Key words:synchronous generator; soaring
9、 curve; engineering design辽宁科技大学本科毕业设计（论文） 第 III 页目录摘要 .IAbstract.II1 绪论 .11.1 励磁系统概述 .21.2 励磁系统的分类 .21.2.1 直流励磁机系统 .21.2.2 他励交流励磁机系统 .21.2.3 静止并励励磁系统 .21.3 励磁系统状态监测发展前景 .32 励磁系统的建模分析 .42.1 建模方法简介 .42.2 飞升曲线法简介 .52.3 本次实验的方法及数据处理 .73 控制器的设计 .103.1 PID 励磁控制 .103.2 励磁调节器的 PID 算法 .103.3 调节器的工程设计方法 .113
10、.3.1 工程设计方法的基本思路 .123.3.2 典型型系统 .123.3.3 典型型系统 .143.4 励磁控制系统的设计 .163.4.1 PID 电压调节器参数整定 .164 开关式自并励励磁系统的硬件设计 .18辽宁科技大学本科毕业设计（论文） 第 IV 页4.1 同步发电机励磁自动控制策略 .184.2 控制器的设计与应用 .184.2.1 PWM 调制器 .184.2.2 驱动电路 .224.3 机械功率输出部分的设计与应用 .234.4 开关式并励励磁系统功率主回路的设计与应用 .254.4.1 降压斩波电路简介 .254.4.2 功率回路分析 .274.5 检测控制单元 .285 励磁自动控制系统的仿真及结果分析 .295.1 动态特性试验 .295.2 直流电源起励方式 .295.2.1 起励流程 .305.2.2 国家相关标准 .305.2.4 MATLAB 仿真图 .315.3 抗扰动特性试验 .31结 论 .
