《单片机励磁系统应用》
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[摘 要]本文主要是对同步电动机励磁系统的硬件软件设计,硬件方面主要介绍芯片的选择及其特点以及电路中各个功能模的构造；软件方面通过软件设计流程图、CPU初始化、数字转换的处理、从整体结构、硬件特性、软件编程等方面来综合叙述励磁系统的工作原理,自此完成单片机在同步电动机励磁系统触发电路中的应用的目的.
[关键词]励磁系统；同步电动机；单片机；
中图分类号：G633.96 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）02-0170-01
一、同步电动机励磁系统介绍
同步电动机的转子励磁绕组供给励磁电流的整套装置叫做励磁系统.励磁系统是同步电动机的重要组成部分,它的可靠性对于电动机的安全运行和电网的稳定有很大影响.电力系统同步电动机的励磁系统主要有两大类,一类是直流励磁机励磁系统,另一类是半导体励磁系统.
(一)直流励磁机励磁系统
直流励磁机励磁系统是采用直流发電机作为励磁电源,供给电动机转子回路的励磁电流.其中直流发电机称为直流励磁机.直流励磁机一般与电动机同轴,励磁电流通过换向器和电刷供给电动机转子励磁电流,形成有碳刷励磁.
(二)半导体励磁系统
自励式半导体励磁系统中电动机的励磁电源直接由电动机端电压获得,经过控制整流后,送至电动机转子回路,作为电动机的励磁电流,以维持电动机端电压恒定的励磁系统,是无励磁机的电动机自励系统.最简单的电动机自励系统是直接使用电动机的端电压作励磁电流的电源,简称自并励系统.见图1
图1无励磁机电动机自并励系统原理接线图
(三)旋转式半导体励磁系统
在它励和自励半导体励磁系统中,电动机的励磁电流全部由可控硅（或二极管）供给,而可控硅（或二极管）是静止的故称为静止励磁.滑环是一种转动接触元件,为了防止机组运行当中个别滑环过热,每个滑环必须分担同样大小的电流.为了提高励磁系统的可靠性取消滑环这一薄弱环节,使整个励磁系统都无转动接触的元件,就产生了无刷励磁系统,如图2所示.
副励磁机FL是一个永磁式中频电动机,其永磁部分画在旋转部分的虚线框内.为实现无刷励磁,主励磁机与一般的同步电动机的工作原理基本相同,只是电枢是旋转的.其发出的三相交流电经过二极管整流后,直接送到电动机的转子回路作励磁电源,因为励磁机的电枢与电动机的转子同轴旋转,所以它们之间不需要任何滑环与电刷等转动接触元件,这就实现了无刷励磁.主励磁机的励磁绕组JLLQ是静止的,即主励磁机是一个磁极静止,电枢旋转的同步电动机.静止的励磁机励磁绕组便于自动励磁调节器实现对励磁机输出电流的控制,以维持电动机端电压保持恒定.无刷励磁系统的优点是：取消了滑环和碳刷等转动接触部分.缺点是：在监视与维修上有其不方便之处.
二、MSP430系列单片机简介
单片机励磁系统核心部件为MSP430系列单片机,是TI公司生产的超低功耗类型的16位单片机,它将大量模块整合到片内,使得电路的设计简单、高效.本微机励磁调节装置所选用的型号是MSP430F149,现将其主要特点介绍如下.
在运算速度方面,MSP430F149单片机能在8MHz晶体的驱动下,实现125ns的指令周期.16位的数据宽度,125ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器相配合,能简化程序,大量的寄存器以及片内数据存储器都可以参加多种运算,使得处理速度大大加强.
在整合方面,MSP430F149单片机将大量的CPU模块集成在了片内,有如下一些模块：
由于MSP芯片的工作电压为3.3V,因此CPU芯片与一般5V工作电压的芯片不能进行直接接口,需要将输入电压信号转换为3.3V后才能与CPU进行接口.
输入的信号为了将5V信号转换为3.6V,同时为了提高抗干扰能力,将每路信号经过光祸隔离后送入74HC541的输入端.电路图如图3所示.
输入信号“in”为5V.当没有输入信号时,发光二极管不亮,三极管截止,输出信号“out”为3.3V；当输入信号到来时,光藕导通,输出信号变为OV.这样就成功地将5V信号转换为3.3V信号,实现了CPU与输入电路的接口.
按键输入是开关量信号的一种,它也是通过光祸隔离后送入CPU.这里设置了4个按键,分别定义为：增加励磁、减少励磁、开始、停止.当按键按下后,信号由高电平变为低电平,即低电平为按键的有效电平.此时按键信号通过74HC541送入CPU,由软件进行按键信号识别处理.
四、全文总结
本论文认为在功能、可靠性、实用性、发展前景上,微机励磁系统比传统励磁系统都有着明显的优势,这主要表现在微机励磁系统在软件上的灵活性上.在硬件不变的情况下,通过对软件的修改,可以加强励磁调节器的各项功能,使微机励磁调节器具有更强的抗干扰能力,更快的调节速度.
参考文献：
[1]胡大可. MSP430系列FLASH型超低功耗16位单片机. 北京航空航天大学出版社.
总结：上述文章是适合不知如何写励磁和单片机和系统应用方面的单片机专业大学硕士和本科毕业论文以及关于单片机论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料.
单片机引用文献:
[1] 新颖的单片机控制系统论文选题 单片机控制系统毕业论文题目怎么定
[2] 单片机专业论文题目 单片机论文题目怎么取
[3] 最新单片机通信论文选题参考 单片机通信论文标题怎么定
