文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
同步发电机励磁系统测试仿真仪的研究与设计
姓名:刘刚
申请学位级别:硕士
专业:系统分析与集成
指导教师:周建中
20090301
华中科技大学硕士学位论文
摘要
同步发电机励磁系统对电力系统的可靠性和稳定性起着重要作用,在我国,励磁系
统的可靠性和技术性能指标还不能令人满意。除了制作水平的提高外,利用特殊的动态
测试设备在设计、生产、运行、维护等各个阶段对励磁系统进行设计验证和动态性能测
试,是提高励磁系统可靠性和技术性能指标的重要手段。随着计算机技术的发展,数字
仿真测试技术在电力系统研究领域正起着越来越重要的作用。因此研究采用数字仿真测
试技术对同步发电机励磁系统进行动态性能测试,对提高励磁系统的可靠性和技术指标
有着重要意义。
本文论述了一种基于DSP的励磁系统测试仿真仪的实现方法,该系统利用最新的数
字信号处理技术完成对励磁系统的实时测试仿真,在提高励磁系统测试仪器的准确度、
实时性、可靠性和实用性等方面取得了很大改善。
本文共分五章。第一章主要介绍了励磁系统测试仿真仪的研究背景和国内外研究状
况,以及本文的主要研究工作。第二章首先介绍了同步发电机励磁系统的工作原理,然
后通过分析系统的模型结构,建立起了同步发电机、单机无穷大系统、励磁系统模型的
微分方程,并给出方程的数值求解方法。第三章首先介绍了系统的总体设计框架并对系
统各模块的功能进行了分析,然后介绍了系统各软件模块的设计思路和开发流程。第四
章是本文重点所在,首先介绍了双DSP结构的励磁系统测试仿真仪主控系统的逻辑架构,
并给出了DSP主控系统及其外围接口电路的硬件设计,最后详细论述了基于集成线性功
率放大器的系统输出级功率放大系统的实现过程,包括电压放大器电路和电流放大器电
路两部分。第五章对全文的工作进行了总结,并指出今后有待改进与完善的工作。

关键词:同步发电机,励磁系统,测试仿真,DSP,功率放大
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
The excitation system of synchronous generator plays an important role in reliability and
stability of power system. However, the reliability of current excitation system in China is not
very satisfactory. To improve the reliability and performance of excitation system, in addition
to enhancing the fabrication technology, it is critical to conduct design verifying and dynamic
performance testing at the stages of design, manufacture, run and maintenance with special
dynamic testing devices. With the rapid development puter science and technology,
digital simulation testing is ing more and more important in Power System research field.
Adopting digital simulation testing technology in the dynamic performance testing of
synchronous generator excitation systems has a great significance in improving the reliability
and performance of an excitation system.
This paper proposes a novel design of a DSP-based Excitation System Testing Simulation
Device (ESTSD). The proposed system adopts new Digital Signal Processing techniques to
plish the simulation testing for an excitation sy