柴油发电机组的数字式励磁控制器设计方案
柴油发电机组的控制系统是柴油发电机组组成的一个重要部分,也是柴油发电机组的心脏, 柴油发电机组作为重要的主电源或备用电源得到了广泛的应用, 智能控制系统在柴油发电机组中的应用推广, 有助于提高柴油机组输出电能质量和柴油机组的自动化水平。本文主要研究的是柴油发电机组的控制部分, 数字式励磁控制器较传统的模拟电路励磁控制器具有精度高, 反应快, 控制算法适应性强, 对于不同特性的电机只要通过调整程序参数就能适应,甚至可以实现更高端的自适应智能控制算法等优点。
数字式励磁控制器的总体设计方案, 主电路: 采用 MOSFET 单管 PWM斩波控制励磁线圈, 可以满足不同结构同步无刷发电机励磁控制的需要。 微处理器( MCU) : 微处理器是数字励磁控制器的 CPU, 是整个系统的核心, 需要完成的控制功能有:
①
柴油发电机一些低速的程序。包括频率测量、保护、自检、通信、报警等;
② 高阶实时控制算法。包括采样、数字滤波、控制算法运算、智能算法、参数计算等复杂信号处理算法, 得出的数据供 CPU 实现高性能的励磁控制。
③负责各个电量参数的检测并作 AD 转换, 作为控制算法的输入参数。
④产生斩波器的 PWM控制信号。 ADC 模数转换器: 采用多点交流采样技术, 采样周期由MCU 控制, ADC 进行采样转换以后, 数据送入 MCU 进行进一步处理。
工作电源:由于微处理器的工作电源要求, 我们需要一个 5V 的稳定直流电源, 信号调理电路的运算电路的供电需要一组±12V的直流电源, 另外, 开关量输出需要驱动继电器, 所以需要一个+24V 的直流电源, 为此我们需要设计一个电源转化模块得到系统正常工作所需的三组 DC 电源。
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