同步发电机励磁系统设计与仿真

1．本毕业设计（论文）课题应达到的目的：

本次设计的目的是通过运用MATLAB／SIMULINK仿真工具箱，对同步发电机励磁系统设计，并建立仿真模型进行仿真分析。将以前所学的关于同步发电机、发电机励磁系统以及电力电子技术的知识进行加深巩固。通过运用所学专业技术基础课及专业课知识（模拟电子技术、数字电子技术、电机学、电力电子变流技术等），进行同步发电机励磁系统系统设计及仿真实验，使学生在综合运用专业理论方面得到实际锻炼。通过本次设计，培养学生理论联系实际的能力，独立进行工程设计的能力。

2．本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：

1．设计内容

在同步发电机的数学模型基础上，建立励磁系统数学模型及SIMULINK仿真模型，包括控制单元和励磁系统主回路模型，设计并输入系统参数进行仿真，并对仿真结果进行分析。 任务完成后写出设计说明书，内容主要包括：

1) 整个系统的工作原理；

2) 各主要环节的工作原理；

3) 系统的设计过程；

4) 仿真分析过程

采用Matlab软件中的Simulink工具对整个系统进行仿真研究，分析验证设计结果。将Simulink仿真模型，以及运行过程中的电流、转速等波形图附在设计说明书中。

2．设计工作的基本要求

1) 掌握查询查阅文献资料的方法

2) 掌握同步发电机励磁系统的控制原理

3) 掌握电力电子变流技术

4) 能用Matlab软件中的Simulink工具对整个同步发电机励磁系统进行建模和仿真

5) 完成毕业设计说明书一份

3.分组及各组任务

参加本课题设计的同学分成几个小组（4～5人），每组选出一个组长并分配任务，将课题设计步骤中的各项工作由小组成员分配到个人，每人针对自己的任务制定工作计划，按照指导书和自己的工作计划按时完成设计工作。组长在设计过程中负责统筹安排及监督工作。

4．设计成果评价标准

3．对本毕业设计（论文）课题成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：

论文内容及结构要求：

一． 绪论

对课题进行介绍，说明课题研究的背景和意义。

二．系统总体介绍

1. 概述：同步发电机励磁控制系统总体介绍

2. 同步发电机励磁控制系统整体组成及工作原理

3. 励磁控制系统的任务及作用

4. 励磁控制方式研究的现状

5. 仿真测试工具的现状

三．  MATLAB仿真工具简介 

1. MATLAB软件的简介

2. SIMULINK仿真工具简介

四．同步发电机励磁系统整流环节的建模与仿真

1. 建立同步发电机励磁系统三相整流桥整流环节的模型（附：系统整流环节的SIMULINK模型图）

2. 分析不同控制角（0^o、30^o、60^o等）下整流输出的波形并总结相控技术控制规律（附：SIMULINK模型仿真波形图）

五． 单机—无穷大系统中同步发电机和励磁系统的模型设计与建立

1． 同步发电机模型设计与建立（附：每个环节SIMULINK模型图）

2． 励磁系统模型的设计和建立（附：每个环节SIMULINK模型图）

3． 系统整体模型的设计和建立（附：系统整体SIMULINK模型图）

六．单机—无穷大系统中同步发电机和励磁系统的仿真和分析

1. 系统整体模型结构总图（附：系统整体SIMULINK模型图）

2. 系统参数设置及其说明

3. 设置三种典型状态：

1) 同步发电机发生三相短路故障

2) 同步发电机机端电压参考值阶跃响应

3) 系统断线（跳闸）故障

4. 对系统三种典型状态进行模拟仿真，并对系统仿真结果进行波形分析（附：SIMULINK模型仿真波形图，包括发电机机端电压、输出功率、发电机转速波形图）

七．总结:本人在这次设计中的心得体会 

八．参考文献：列出在本次设计中所查阅、使用过的有关文献资料。

主要参考文献：

[1] 《ＭＡＴＬＡＢ应用技术——在电气工程与自动化专业中的应用》，王忠礼 ，

院图书馆TM02-39/9

[2] 周渊深，电力电子技术与MATLAB仿真，中国电力出版社，2005

[3] 徐立娟，电力电子技术（第二版），人民邮电出版社，2014

[4] MATLAB软件的相关资料

5．本毕业设计（论文）课题工作进度计划：

起 迄 日 期

工  作  内  容

2017～2018学年第一学期

第12周～第18周