基于数字信号控制器的智能功率单元的设计

摘要

同步发电机励磁功率单元是励磁系统的重要组成部分，对发电机的安全稳定高效运行有着十分重要的作用。随着大规模集成电路技术、计算机技术的应用和发展，顺应励磁功率柜智能化的要求，采用微处理器作为硬件控制核心的微机励磁功率柜将成为励磁功率柜的发展方向。本文根据这种要求，研究了以dsPIC 数字信号控制器(DSC)作为控制核心的智能励磁功率柜。
　　 本文首先介绍了励磁功率单元的背景及发展趋势，包括整流方式及励磁功率单元的硬件结构的发展，并简要概述了当前励磁功率单元的基本结构以及一些优点和不足。其次，本文通过比较dsPIC与单片机和数字信号处理器(DSP)结构和性能上的不同介绍了dsPIC30F6014的结构和特点及其应用范围。最后，文中分别从开关量输入输出模块、输入捕捉模块、输出比较模块、模拟量输入转换模块、通讯模块等几个方面详细地介绍了基于dsPIC的励磁功率单元的硬件设计方案以及主要实时软件的流程图和实现方法。文中提出的这种基于dsPIC的智能功率单元具有智能化检测和智能化控制等先进技术。这些先进技术的采用使得本论文中的励磁功率单元的结构更加简单、性能更加可靠、操作更加方便。对智能功率单元在实验室进行相关试验，并进行了样机调试。
　　 试验表明，该励磁功率柜的各项功能均达到了设计要求，且性能表现优异。