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故我们需要对发电机系统进行控制以达到对船舶电量的合理利用。  当外界的负载变化时我们需要调节发电机端的电压，而发电机端电压可以通过调节发电机的频率f和其磁通来实现，但是当频率变化时会改变发电机输出交流电的电压。所以我们通过采用改变磁通的办法来实现发电机端电压的变化。  一  实验原理  本次作业我主要采用数字式励磁调节器根据外界的负载对发电机进行励磁调节。以实现发电机端电压的稳定以及在发电机并联运行时能够合理的分配无功功率。  本次以两个发电机为例子进行设计，其也可以推广到多个电机并联运行的情况。  此次设计主要用到igbt来控制励磁，发电机的电压和电流则通过电压互感器和电流互感器采集分两路传送到单片机，一路传送到单片机的ad端，经过转化在单片机内部程序计算其电压电流大小，进而得到有功功率和无功功率，另一路通过电压比较器转化为方波输入到单片机得到其发电机的交流电压和电流频率。 然后根据转化的各项数据决定电机发电量的增加还是减少，其信息转化为增磁还是减磁的信号送到单片机由单片机通过自身的捕获比较单元生成pwm波来控制igbt开关的开停，进而来控制电机的励磁。两个电机各由一个单片机控制，两个单片机之间通过can来进行通信。  另外本次作业设计中igbt的驱动模块和缓冲电路以及栅极保护电路的模块不进行讨论。     发电机根据实际负载的大小决定是否并机运行，其开机停机信号以数字量送到单片机的内部，另外电动机的启动方式采用外接蓄电池的他励启动，本次忽略电机的启动失败的情况。其他故障报警也忽略。 其总的控制原理图如图1所示
二 各个模块电路介绍    本次作业的设计单片机主要采用我们实验室常用英飞凌16位单片机xc2267，因为英飞凌是基于汽车和工业控制的单片机，能够适应恶劣的工作环境。并且片上资源比较丰富，自身带的捕获比较单元ccu6也是专门针对无刷电机的控制，故本次以英飞凌xc2267为控制芯片。  1. 励磁主回路电路设计  励磁主回路是为同步发电机励磁绕组提供励磁电流的，其中包括发电机励磁绕组、励磁变压器、三相整流桥、滤波电容、igbt、起励电路、励磁绕组过压保护电路。其简化电路图如图2所示
图2 励磁主电路   其工作原理是，励磁变压器将发电机端的交流电经过励磁变压器进行电变换，再经过整流和滤波为主电路部分提供能量来源。igbt的集电极一发射极和发电机励磁绕组串联在主电路中。通过改变pwm波的占空比（通过英飞凌xc2267的捕获比较单元）来调节igbt的导通时间，进而可以达到调节加在励磁绕组上电压的目的。与励磁绕组并联的续流二极管d2起到在igbt关断期间给励磁绕组续流，二极管与励磁绕组形成回路，让励磁绕组中有持续的电流流过，非线性电阻组成保护电路，延时开关kl和二极管d4和蓄电池组成起励电路  2.igbt电路设计  发电机的励磁控制本次采用igbt，由于其不仅具有mos管的高输入阻抗，驱动功率小，开关速度快，还具有双极性器件的饱和压降低得有点，故本次用它来作为励磁的控制开关，
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