面向同步发电机励磁控制交流采集系统的设计

王 婧，宋晓茹,高 嵩，王 坤

(西安工业大学电子信息工程学院，西安 710021)

0 引言

随着社会的不断进步，电已经成为人们生活中必不可少的一部分，电是人类文明中一项伟大的发明，电力系统和电力网的发展是人类关注的焦点，这么长时间以来，各国的专家已经研究了很多关于这方面的问题，也发表了很多论文，这足以说明电力系统的重要性，也是一个国家发展和创新的动力。

在传统的信息量小精确度低的有限的电力数据采集存储空间下，没有办法来满足在实际情况下电力系统调度和管理的需要[1]。本文在交流采集系统下运用STM32芯片[2]。最大程度上利用其片上的丰富资源进行设计，目的是达到节省硬件的投资。该芯片内部功能模块丰富，可以直接实现AD转换，对数据进行高速采集和处理[3]。简化了硬件设计，节约了投资。利用 ARM 捕获功能和定时器里的计时功能获得发电机的频率，提高了精确度[4]。并且还实现了对采集到的交流信号进行快速傅里叶变换[5-6](fast fourier transform, FFT)进而计算出更加精准的数据和对谐波的分析。系统结构比较简单，具有可靠性高、低成本、低功耗等优点，适合实时现场操作，具有较高的应用价值[7]。

1 系统整体方案设计和原理分析

1.1 系统整体方案

本课题设计的励磁控制系统[8-9]的交流采样[10]系统是对机端及电网交流电压的检测环节，利用ARM微控制器的定时器，测得发电机频率，得出A/D转换器的采样周期；对发电机的机端电压进行高速交流采样，然后经过快速傅立叶变换算法，计算出机端电压[11-12]。……