发电机起动动态频率测量方法的研究

摘要

本文主要结合一个实际工程研究项目,针对同步发电机起动过程中频率动态变化进行测量,提出了多点采样、变化斜率的频率测量方法。由同步发电机起动过程中的输出特性以及工作特性,可以将发电机起动过程中频率的测量归结为对基本量,例如电压、电流、等量的测量。文中深入研究探讨和设计了一种从理论计算角度出发,实时性很强的多点采样、变化斜率频率检测方法。分析了这种频率测量方法的设计思路和原理,从数据表和采样方法的设计入手,讨论了频率检测中采样误差及消除误差的解决办法,同时对电压初始相位不同和采样位置误差的解决方法进行了分析。对该频率检测方案中消除幅值影响的数据表参考值做了详细的数学推导,得到了适用的数据表参考值。采用MATLAB/SIMULINK对同步发电机起动电压以及多点采样、变化斜率的方法进行了详细仿真,对其中的问题做了深入的对比和讨论,验证了在检测幅值变化、频率变化的电压波形是可行的,可以应用于同步发电机起动过程中动态频率的测量。

目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 发电机起动频率测量问题研究现状

1.3 本课题主要内容

1.4 课题目的

2 发电机原理及频率测量方法分析

2.1 发电机原理

2.2 同步发电机起动数学模型

2.3 现有发电机频率测量方法分析

2.3.1 基本测频方法

2.3.2 基于小波变化的测频方法

2.3.3 基于单片机的频率测量方法

3 频率检测原理及方案

3.1 频率检测方法的基本原理

3.1.1 理论前提

3.1.2 原理概述

3.2 频率检测方案采样方式设计

3.3 频率检测方案数据表设计

3.3.1 数据表建立方法

3.3.2 数据表中参考值选取

3.4 采样误差解决方案

3.4.1 初始相位误差

3.4.2 采样位置误差

3.5 消除幅值影响的方法

3.6 频率综合修正方法

4 频率检测算法仿真及分析

4.1 同步发电机起动过程仿真分析

4.2 多点采样、变化斜率算法基本仿真分析

4.2.1 输出电压信号的模拟

4.2.2 频率测量方法的程序实现

4.2.3 基本算法仿真验证

4.3 采样间隔时间确定的仿真分析

4.4 电压初始相位不同的仿真分析

4.5 确定近似频率值的仿真分析

4.6 无幅值影响的仿真验证

4.7 综合修正方法的程序实现及仿真验证

4.7.1 误差点分析

4.7.2 误差解决方案实现

4.8 连续幅值变化、频率变化的频率检测仿真分析

5 全文总结

致谢

参考文献