基于DSP 的同步发电机实时仿真在励磁调节器检测中的运用

中文摘要:

  介绍了一种基于DSP(TMSF240)的同步发电机实时仿真系统的实现过程，该仿真系统集检测、分析、报警于一体，并可以方便地进行同步发电机的多种工况下的过渡过程和动态行为的实时仿真。它能取代现实中的同步发电机组与待测励磁调节器构成一闭环系统，从而检测出励磁调节器性能。文中对该仿真系统进行了软件和硬件设计，并通过仿真实例验证了该系统设计方案的正确性。

英文摘要：

  This paper introduces the research on the real-time simulation equipment of the synchronous machine based on DSP(Digital Signal Processor), with the capabilities of test , analysis and alarming. The simulation equipment can simulate work processes of many conditions and dynamic behavior of synchronous machine. It can replace the real synchronous motor to form a loop-closed test system with AVR. By this way, it is feasible and easy to test the capability of AVR. The contents of this paper include the design of hardware and software for the simulation equipment based on DSP and validate the project by an example.

一．引言
     半个多世纪以来，各国电工界学者对同步电机的基本理论和行为分析 给予充分的重视并进行了大量的研究工作。由于同步电机是一个非线性和 时变系统，所以采用解析法进行分析精度较低，往往只能定性的说明一些 问题，很难得到准确的结果，特别是当其与电力电子系统和控制系统成为一 个有机相互关联的系统时，其解析分析将变得十分困难，甚至根本不可能 实现。因此，研究同步电机及其系统的动态特性的最强有力的手段是采用仿 真分析。本文提出了基于DSP的同步电机实时仿真，通过对同步电机的建摸， 利用DSP 强大的数据计算处理能力和先进的电力电子技术，从而产生与真 实电机相同的三相电压输出，实现同步电机的实时仿真。通过改变电机参 数的输入，可以仿真各种同步电机的各种过渡过程和动态行为，方便地进 行同步电机的多种工况的实时仿真，从而用于同步电机及其系统的研究、试验和实时测试。这种实时仿真将运用于励磁调节器的闭环测试，取代真实电机，对励磁电压调节器进行检测 实验。
1． 硬件部分
     考虑到仿真系统的实时性，本系统采用主从CPU 结构。主从CPU通过双 口RAM（IDT7134）进行通信与信息交换。这种结构能使电机仿真和仿真控 制各自成为独立结构。整个电路连接的框图如图1 所示 主控CPU 采用TI 公司生产的DSPTMS320F240 数字信号处理器以控制和协调整个检测过程，并通过RS485串行 通信板与PC 机通信，及时把检测结果输送给上位机。 从片CPU 的职能主要是负责处理同步发电机模型，以及对模型和电网 络进行实时仿真计算。本系统采用DSP-TMS320F240作为从片CPU, 对给出 的同步发电机数学模型、电网络进行定点运算处理。