PWM型数字式励磁调节器的设计与研发.pdf

PWM型数字式励磁调节器的设计与研发
谷志锋1，赵锦成2，刘兵3，王会勇4
（1，2，3军械工程学院电气工程系石家庄0500034河北科技大学信息学院石家庄050054）
摘要：本文结合80C196KC的运算速度快、集成度高、功能强大特点，设计了一种PWM型数字励磁调节
器，并且提出了一种采用三相一点交流采样和直流采样相结合的新型采样方式，该方式具有采集快捷，运

算量小的特点。为了证明了采样方式的正确性，以及硬件电路的可靠性，我们在T2S-40型发电机上进行
了实验，最终证明其性能指标能够满足三类发电机组稳态和瞬态性能指标的要求。该调节器还具有体积小、
功能强、操作方便、显示明确的特点，在实际中具有很强的实用价值。
关键词：80C196KC,交流采样,PWM,调节器,励磁系统
ThedesignmentandresearchofthedigitalPWM-Regulatorofthe
excitationsystem
GuZhifeng1,ZhaoJincheng2,LiuBing3,WangHuiyong4
(1,2,3ElectricdepartmentofOrdnanceEngineeringCollegeShiJiazhuang050003,4Informationcollegeof
HebeiuniversityOfTechnologyShiJiazhuang050054)
Abstract:Inthisarticle,wedesignedthedigitalPWM-regulatorforgeneratorexcitationbasedon80C196KC.
Themicroprocessoroperatesrapidly,integrateshighlyandhasthestrongfunction.Inthearticle,weputforward
anewsamplingmethod,i.e.theAC-SamplingandtheDC-Samplingmethod.IntheAC-Samplingmethod,we
collectedtheinstantaneousvoltageandcurrentvaluesofthethreephases.Thissamplingmethodshasthemany
advantages,suchasshortcut，theeasyoperationetc.Inordertoprovethecorrectnessofthesamplingmethodand

thehardwareoftheregulator,weexperimentedontheT2S-40dynamotorandfindthesteadyandthe
instantaneousindexachievethethird-class.Theregulatorhasmanyadvantages,suchasthesmalldimension,the
strongfunction,theconvenientoperation,thecleardisplayandpracticality.
keywords:80C196KC,AC-Sampling,PWM,regulator,excitationsystem
1引言
发电机组的电源质量1直接影响着用电设备的性能和控制系统的可靠性，所以国家规定了相关的电气
性能指标，而性能优越的励磁调节器是实现这些指标的关键。随着用电质量和容量的提高，对励磁调节器
的功能提出了更多、更高的要求。同时电子技术和控制理论的发展后，数字式励磁调节器的调节精度高、
体积小、功能完善等特点越来越得到重视。本文利用高性能的16位单片机80C196KC2，采用三相一点交
流采样3和直流采样相接合的方法，设计了一种功能完善、操作方便、体积小的斩控PWM4型数字式励磁
调节器，并且在50KW的发电机组上试验证明了它的实用性。本励磁调节器不仅可以实现控制发电机电
源质量的功能，还可以实现发电机组并联时的无功功率分配、调整，同时具有强大的保护功能，为了方便
调整PID控制参数，利用VC编制了上位机软件5，
具有调试方便的优点。+CTU
CTV
2系统的工作原理
GCTW
这里选用了T2S-40型发电机作为控制对象，
-N
此型发电机自身有三次谐波的励磁绕组，谐波绕
组起到提供励磁电源的作用，励磁绕组两边并联
了IRF150型的MOSFET管，由励磁调节器的驱
动电路输出斩控波来驱动场效应管导通，所
PWM励磁调节
以整个系统采用的是三次谐波场效应管分流的励
磁方式，总体结构如图2-1。励磁调节器利用交流图2-1系统总体轮廓图

1作者介绍：谷志锋（1979.11--），男，河北井陉人，硕士，毕业