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摘要：对于交流励磁发电机来说，要想展现出优良的调节性能及在运行过程中的灵活性及可靠性，便需要具备与交流励磁发电机特点相符合的励磁控制系统。本课题笔者重点对交流励磁发电机励磁电源的相关设计进行了探究，希望以此为交流励磁发电机在应用方面的完善提供具有价值性的参考依据。
关键词：交流励磁发电机；励磁电源；设计
引言
交流励磁发电机能够对励磁磁场的大小进行有效控制，同时还能够控制相对转子的位置及电机的转速[1]。与传统同步发电机比较起来，交流励磁发电机具备更为理想的性能，这主要是因为交流励磁发电机将励磁控制的自由度增加了，从而具备了较为理想的稳定性与比较强的进相运行能力等。
1.交流励磁使用双PWM变换器分析
对于双PWM变换器来说，其组成系统划分为两大成分，并且它的系统构成是通过2个密切相连的电压型PWM变换器子结构组成的。一个是转子侧变换器，另外一个则是电网侧变换器。另外，交流励磁在使用PWM变换器过程中，存在两种不同的情况。
1.1如果发电机基于超同步条件下运行[2]。转子侧变换器的主要功能是对相应数据进行传输，主要传输至总电网数据库。基础此条件下，转子侧变换器等同于PWN整流情况下进行运行的，而电网侧变换器的工作状态则为PWM逆变。
1.2如果发电机基于次同步条件下运行，则转子侧变换器的工作状态为PWM逆变，此时对于电网侧变换器，主要的工作在PWM整流状态。对于转子侧变换器来说，所构建的直流侧电压主要实现方式是对网侧变换器进行控制。除此之外，通过对转子侧变换器进行控制能够实现发电机的解耦励磁。
2.交流励磁发电机解耦励磁控制分析
交流励磁发电机的控制涵盖了多方面的控制，比如双通道解耦励磁控制措施及矢量控制技术等。但是，上述两种控制方法要想使励磁控制的精准性得以有效实现是有很大困难的。它们的控制效果主要是将准确的发电机参数作为依据，对于在严重非线性及参数时变性大等条件下交流励磁发电机控制中应用，具有较大的局限性。
2.1交流励磁发电机在连接上的属性
要想使定子有功与无功得到有效改变，便需要对转子电压分量进行改变。对于单变量模糊控制器而言，是具备多方面的优势的，比如在实现及调式方式较容易实现，又比如自适应性强及结构简单等。并且，这些优势均为系统的实时控制提供了帮助，让控制器的设计更具简单化，进一步将多变量模糊控制器取而代之。
2.2定子电压定向方法
对于定子电压定向方法而言，主要是对系统控制所使用的一种方法。该方法是在具有独立特性的单变量模糊控制器的基础上，使转子励磁电压分量对有功及无功的交叉耦合效果得以有效实现。可将交流励磁发电机当作非线性黑箱式结构，并且当中是存在模糊控制的[3]。对于三相交流励磁的控制，主要由两部分加以实现，一部分为通过信号及转子的控制加以实现；另一部分为通过网侧变换器的控制加以实现。
2.3模糊控制器分析
解耦励磁控制要想得到有效实现，便需要明确模糊控制器，由于模糊控制器会受到诸多因素一项，包括参数的变换性、系统的复杂性及一些人为因素等。鉴于此，采取优化的模糊控制算法便显得极为重要。智能权函数便是一种优化的模糊控制算法，它无需确定模糊推理规则，同时也不需要将基于模糊变量的隶属度函数进行确定，能够使系统更加简易化，同时使系统的动态特性得到很大程度上的提升。
3. 励磁控制系统软、硬件设计探究
3.1励磁控制系统软件设计
对于励磁控制系统的软件设计来说，主要分为两大部分，其一为信号检测模块的设计，其二是励磁控制算法实现部分的设计。由于信号检测模块的设计先于励磁控制算法实现部分的设计，因此下面笔者重点对这部分进行分析。对于信号检测模块的设计，首先需要对基于发电机当中的定子三相电压及电流瞬时值进行检测，其实现需要利用多个模块，主要包括了定子电压检测模块、定子电流检测模块及转子位置角检测模块等。对于交流信号的检测，需要遵循一定的步骤，需使用富氏算法对所获取的电压及电流相量进行分析，进一步使交流信号的检测得以有效实现。在对定子电压周期进行测量的基础上，利用软件倍频法使一个周期之内的等间隔采样得到有效保障。
3.2励磁控制系统硬件设计
对于励磁控制系统的硬件设计，主要是通过双CPU的使用加以实现。对CPU进行主控的为TMS320VC5402，主要作用是对信号进行采集并完成励磁控制算法，同时该部分也属于励磁控制系统当中的中心计算部分[4]。对于TMS320LF2407，主要参照主计算CPU通过输出得到的励磁信号，进一步形成PWM波形，然后对励磁主回路的交直交变频器进行有效控制，最终实现三相励磁电压的输出。对于双CPU之间，主要将双端口存储器作为渠道，然后实现数据的交换，进一步使励磁控制系统的功能充分展现出来。
4.结语
通过本课题的探究，认识到交流励磁发电机励磁电源的设计的重要性与必要性。通过对TMS320VC5402与TMS320LF2407的特点加以应用，能够使交流励磁发电机励磁控制器具备方面的优势，比如结构较为简单，又比如控制速度非常快等。总而言之，要想使交流励磁发电机的性能及作用充分展现出来，便需要做好相关设计工作，进一步为交流励磁发电机的工程应用起到推波助澜的作用。
参考文献：
[1]高雅利.薛亚宾.辛伊波.基于混合调制的同步发电机交流励磁电源研究[J].工矿自动化，2010，03：61-63.
[2]岳夕彪.杨润生.车载交流励磁发电机的励磁调节特性研究[J].电工技术，2010，09：45-47.
[3]孙小虎.杨润生.党若雯.基于双PWM励磁电源的新型交流励磁系统[J].国外电子测量技术，2012，01：60-62.
[4]刘明基.张晓燕.李理.混合励磁同步发电机交流励磁的矢量控制[J].微特电机，2014，02：42-45.
作者简介：黄先杰 （1971-）男，广西南宁人，研究方向：发电厂及电力系统。
关键词：交流励磁发电机；励磁电源；设计
引言
交流励磁发电机能够对励磁磁场的大小进行有效控制，同时还能够控制相对转子的位置及电机的转速[1]。与传统同步发电机比较起来，交流励磁发电机具备更为理想的性能，这主要是因为交流励磁发电机将励磁控制的自由度增加了，从而具备了较为理想的稳定性与比较强的进相运行能力等。
1.交流励磁使用双PWM变换器分析
对于双PWM变换器来说，其组成系统划分为两大成分，并且它的系统构成是通过2个密切相连的电压型PWM变换器子结构组成的。一个是转子侧变换器，另外一个则是电网侧变换器。另外，交流励磁在使用PWM变换器过程中，存在两种不同的情况。
1.1如果发电机基于超同步条件下运行[2]。转子侧变换器的主要功能是对相应数据进行传输，主要传输至总电网数据库。基础此条件下，转子侧变换器等同于PWN整流情况下进行运行的，而电网侧变换器的工作状态则为PWM逆变。
1.2如果发电机基于次同步条件下运行，则转子侧变换器的工作状态为PWM逆变，此时对于电网侧变换器，主要的工作在PWM整流状态。对于转子侧变换器来说，所构建的直流侧电压主要实现方式是对网侧变换器进行控制。除此之外，通过对转子侧变换器进行控制能够实现发电机的解耦励磁。
2.交流励磁发电机解耦励磁控制分析
交流励磁发电机的控制涵盖了多方面的控制，比如双通道解耦励磁控制措施及矢量控制技术等。但是，上述两种控制方法要想使励磁控制的精准性得以有效实现是有很大困难的。它们的控制效果主要是将准确的发电机参数作为依据，对于在严重非线性及参数时变性大等条件下交流励磁发电机控制中应用，具有较大的局限性。
2.1交流励磁发电机在连接上的属性
要想使定子有功与无功得到有效改变，便需要对转子电压分量进行改变。对于单变量模糊控制器而言，是具备多方面的优势的，比如在实现及调式方式较容易实现，又比如自适应性强及结构简单等。并且，这些优势均为系统的实时控制提供了帮助，让控制器的设计更具简单化，进一步将多变量模糊控制器取而代之。
2.2定子电压定向方法
对于定子电压定向方法而言，主要是对系统控制所使用的一种方法。该方法是在具有独立特性的单变量模糊控制器的基础上，使转子励磁电压分量对有功及无功的交叉耦合效果得以有效实现。可将交流励磁发电机当作非线性黑箱式结构，并且当中是存在模糊控制的[3]。对于三相交流励磁的控制，主要由两部分加以实现，一部分为通过信号及转子的控制加以实现；另一部分为通过网侧变换器的控制加以实现。
2.3模糊控制器分析
解耦励磁控制要想得到有效实现，便需要明确模糊控制器，由于模糊控制器会受到诸多因素一项，包括参数的变换性、系统的复杂性及一些人为因素等。鉴于此，采取优化的模糊控制算法便显得极为重要。智能权函数便是一种优化的模糊控制算法，它无需确定模糊推理规则，同时也不需要将基于模糊变量的隶属度函数进行确定，能够使系统更加简易化，同时使系统的动态特性得到很大程度上的提升。
3. 励磁控制系统软、硬件设计探究
3.1励磁控制系统软件设计
对于励磁控制系统的软件设计来说，主要分为两大部分，其一为信号检测模块的设计，其二是励磁控制算法实现部分的设计。由于信号检测模块的设计先于励磁控制算法实现部分的设计，因此下面笔者重点对这部分进行分析。对于信号检测模块的设计，首先需要对基于发电机当中的定子三相电压及电流瞬时值进行检测，其实现需要利用多个模块，主要包括了定子电压检测模块、定子电流检测模块及转子位置角检测模块等。对于交流信号的检测，需要遵循一定的步骤，需使用富氏算法对所获取的电压及电流相量进行分析，进一步使交流信号的检测得以有效实现。在对定子电压周期进行测量的基础上，利用软件倍频法使一个周期之内的等间隔采样得到有效保障。
3.2励磁控制系统硬件设计
对于励磁控制系统的硬件设计，主要是通过双CPU的使用加以实现。对CPU进行主控的为TMS320VC5402，主要作用是对信号进行采集并完成励磁控制算法，同时该部分也属于励磁控制系统当中的中心计算部分[4]。对于TMS320LF2407，主要参照主计算CPU通过输出得到的励磁信号，进一步形成PWM波形，然后对励磁主回路的交直交变频器进行有效控制，最终实现三相励磁电压的输出。对于双CPU之间，主要将双端口存储器作为渠道，然后实现数据的交换，进一步使励磁控制系统的功能充分展现出来。
4.结语
通过本课题的探究，认识到交流励磁发电机励磁电源的设计的重要性与必要性。通过对TMS320VC5402与TMS320LF2407的特点加以应用，能够使交流励磁发电机励磁控制器具备方面的优势，比如结构较为简单，又比如控制速度非常快等。总而言之，要想使交流励磁发电机的性能及作用充分展现出来，便需要做好相关设计工作，进一步为交流励磁发电机的工程应用起到推波助澜的作用。
参考文献：
[1]高雅利.薛亚宾.辛伊波.基于混合调制的同步发电机交流励磁电源研究[J].工矿自动化，2010，03：61-63.
[2]岳夕彪.杨润生.车载交流励磁发电机的励磁调节特性研究[J].电工技术，2010，09：45-47.
[3]孙小虎.杨润生.党若雯.基于双PWM励磁电源的新型交流励磁系统[J].国外电子测量技术，2012，01：60-62.
[4]刘明基.张晓燕.李理.混合励磁同步发电机交流励磁的矢量控制[J].微特电机，2014，02：42-45.
作者简介：黄先杰 （1971-）男，广西南宁人，研究方向：发电厂及电力系统。