科创中国
一种发电机微机励磁实验装置的研制
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-04-24 11:07:50
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：浙江嘉兴市| 谢心海 | 2023-07-10 15:46:57
无论在稳态运行还是暂态过程中，发电机的运行状态与励磁系统紧密相关。为此，研制一种教学用新型发电机微机励磁实验装置，采用TI公司高性能定点DSP(DigitalSignalProcessing)芯片TMS320F2812为处理器的双CPU构架。其控制核心测控CPU主要负责对发电机定子电压、电流进行交流同步采样、电参数计算、PID控制输出、开关量检测、限制判断、通信处理等功能；人机交互CPU则完成键盘处理、LCD显示、通信任务。该实验装置能够进行一系列的励磁实验，具有完备的实验培训功能；同时具有占地小、投资少、结构可靠、直观高效、应用广的特点。
本文研究设计的发电机微机励磁实验教学装置，采用数字信号处理 器 (DsP)作为励磁控制核心另加液晶显示屏为人机交互界面的硬件结构，控制核心与人机界面液晶显示屏之间通过CAN总线接口交换数据，装置通过RS485总线以Modbus协议与上位机进行通信。通过对电力系统的简化、近似与模拟，能够较好地满足实验教学的要求。该装置采用模块化设计，具有结构紧凑，工作可靠、集成度高、控制精度好等优点。
笔者研制了一 种教学用新型发电机微机励磁实验装置。实际使用和运行经验表明，该微机励磁实验装置运行可靠、功能强大、操作方便，显示直观，通信方便。它能够实现同步发电机手动或自动运行、强励，欠励限制；在线整定发电机额定参数、PID参数；记录正常事件与故障、阶跃试验波形。对电力系统初级运行人员和大中专院校电力专业的学生来说，该装置不失为一种实用有效且投资较少的教学实验工具。
湖南大学电气与信息工程学院，起源于1921年湖南公立工业专门学校电机科。1926年湖南大学定名时，电机科改为电机系。1953年电机系被调整到华中工学院（现华中科技大学），1958年恢复。1980年电机系与电子工程系合并为电气工程系，1999年成立电气与信息工程学院。学院拥有一支由罗安院士、王耀南院士领衔的高水平人才队伍。现有教职工200余人，其中教授55人，副教授77人。建有国家电能变换与控制工程技术研究中心、机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室、电力驱动与伺服技术国防重点学科实验室、教育部输变电新技术工程研究中心、教育部机器视觉控制及应用技术工程中心等十余个国家、省部级科研平台。现有实验室面积16000平米，固定资产总值约6000余万元，大型精密仪器80多台套。
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