【最新修订版】单片机在同步发电机励磁控制系统中的应用毕业论文设计

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第一章导言

1.1论文的选题背景及意义

同步发电机的励磁系统研究的内容包括两个主要方面：励磁机和励磁调节器，对励磁系统的控制是对发电机运行实现控制的一项重要内容，因而励磁系统是同步发电机的重要配套装备。励磁电流是同步发电机产生无功功率的重要来源，因此，在电力系统运行中，良好的励磁控制系统对改善电力系统运行有着重要的意义。

广西地处西南，有丰富的水力资源，有着许多的中，小型水电站，在此基础上发展的相关电力系统结构也面临着新的升级与改革，其装备的同步发电机设备有的还在用可控硅静止励磁方式，采用人工手动调节，励磁系统不能按照给定电压进行自动调节，直接影响同步发电机系统的供电质量及其运行的可靠性和稳定性，因此，许多电站提出了对励磁控制系统进行技术改造，随着计算机技术和半导体技术的发展，同步发电机励磁系统的微机控制就产生了，提高了电力系统的自动化水平。

本文利用ATMEL公司生产的Atmega系列单片机功能强大、稳定性高、精度高、运算速度快的优点，设计出适用于中小型同步发电机的励磁系统的控制装置，实现电力系统在正常运行情况下维持发电机端电压在给定水平，实现并联运行发电机组的无功功率的合理分配以及提高同步发电机并联运行的稳定性。

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2 1.2国内外同步发电机励磁技术的发展

纵观同步发电机励磁装置的发展历史可知，最初的励磁调节器是以发电机的机端电压偏差(t U ?)为反馈量，由于当时的机组容量不大，电网规模较小，所以基本能满足安全运行的要求。调节器的执行环节是采用电动伺服马达。通过链条传动以改变威磁帆磁场回路中的磁场电阻的方案。这就带来了调节速度慢的问题。而且有一定的调节死区。磁放大器式的勋磁调节器克服了死区的问题。然而仍有较大的时间常数。随着半导体工业的发展，70年代后，执行环节大部分采用可控硅整流桥，目前国内对全控桥可控硅励磁系统的研究主要集中于大型机组，并与全数字式同步励磁控制系统配套使用，这样既解决了灵敏度的同题，也大幅度地提高了反应速度。

然而随着电力系统的发展，单机容量的增大，使得仅以电压偏差(t U ?)为反馈量的励磁调节器不能满足对电压精度及稳定运行的要求，因此出现了PID 励磁控制方式。它是从受控对象及调节器的常微分方程出发，经过拉氏变换建立各个环节的传递函数进而得到受控系统及调节器的传递函数。其调节控制算法为：dt

U d K Udt K U K Y D I P ?+??+?=?,这种励磁控制方式对发电机的运行性能有了很大的改善。进入50年代后，随着自动控制理论的不断发展与成熟，电子器件，半导体技术的研制和应用也取得了长足发发展，从此打开了人们研制新型调节器的思路，70年代后，最优控制理论应用于电力系统励磁控制的研究在国外就蓬勃地展开了，这些成果进一步促进了励磁控制技术的发展。国外从70年代开始研究数字励磁调节器，从80年代中期世界上第一台数字式励磁调节器DER ，问世以来，国外的德国，瑞士，英国等众多生产厂家纷纷研制并不断推出新的产品，大大推动了DER 的发展和应用，DER 用的硬件一般自制专用控制板，分为单CPU 系统和多CPU 系统以及模拟—数字混合系统(数字部分采用PLC)等三种，单CPU 系统的特点是快速、总体集成度高，因而成本也高。多CPU 系统兼有并行处理的特点，可满足快速要求，

调节器功能分配给不同的CPU单元，软件编程简化，缺点也是明显的，多CPU 需要一个多机并行的管理系统。但无论如何数字式励磁调节器己成为复杂的多功能励磁系统的首选，是最新励磁调节器的发展方向。

随着电力电子技术和计算机工业技术的飞速发展，控制要求的不断提高和控制理论的不断发展，用常规模拟励磁控制方法实现所要达到指标愈来愈困难，并且可靠性大大降低，因此对传统的模拟式励磁调节器提出了挑战，模拟式励磁调节器是以半导体元件为基础，它曾对励磁系统的发展起过积极的推动作用，但由于现代发电机组越来越大，对励磁系统的要求越来越高。使得励磁部分的电路较复杂。这就不可避免地降低了整个励磁系统的可靠性，另一方面，半导体元件参数的分散性较大，且焊接点较多，调试及检修工作量大。而用微机实现的励磁控制系统可克服上述矛盾，满足运行的要求，如采用双散机切换可据高整个系统的可性。微机控制技术的应用，使得许多在模拟式调节器中无法实现的功能得以实现，并可以用软件功能代替模拟式中用较复杂的硬件实现的功能。简化了励磁调节器的结构，降低了成本。而且对于一些特殊要求的功能，可以在硬件电路几乎不变的情况下，修改软件来达到。这榉就加快了产品的开发速度，也使得现场运行人员在掌握某种功能的微机励磁装置的前提下，不需要花大力气，就可以掌握另一种性能略有差别的装置。

微机励磁调节器的参数整定灵活方便，便于在线修改、调试工作量小，受到了人们的普遍欢迎。其改善了系统的阻尼，提高了系统运行的静态与暂态性能，以单片机或微型计算机为核心的数字式励磁调节器主要分为主要有16位和32位两个类型，控制器有多种结构形式，如单板机结构、单片机结构、工控机结构以及可编程序控制器结构等，其中单片机结构和工控机结构在当今励磁控制装置市场中占了绝大部分数额。采用单片机结构的励磁控制器结构简单、体积小、成本低，除控制核心外的其它硬件部分可根据自已的需要自行设计，因此这种励磁控制器的硬件功能比较容易集成，是一种很有

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前途的新型调节器。

1.3本课题的主要工作及研究内容

本文的主要研究内容是单片机在同步发电机励磁控制系统中的应用，主要应用于中小型号发电厂和企业发电机组的励磁控制系统方面。

在本次课题设计中，首先对发电机励磁原理作出分析，选择适合中小型发电机励磁控制系统的算法，适应单片机的控制要求以及硬件配置；而后设计出基于A VR微处理器的数字式励磁装置的硬件原理图，再根据原理图和该装置的硬件平台在相应的开发环境下进行实验和仿真，实现各项参数的正常要求。

主要工作包括以Atmega系列超低功耗单片机为核心，辅助相应的硬件电路和外围设备，来实现对发电机励磁系统的控制。设计出来的装置完成对电网电压，频率，相位等参数的检测，并进行综合判断，利用移相触发电路和整流电路来实现励磁电流调节，利用单片机的抗干扰措施实现系统的稳定运行以及同步发电机的灭磁处理。

第二章同步发电机励磁原理分析

2.1励磁调节系统设计原理

优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，而且

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可以有效的提高发电机及其相连电力系统的经济技术指标。励磁控制系统应承担电力系统电压控制、无功分配和提高同步发电机并列运行的稳定性的任务。

向发电机转子输出励磁电流，而获得励磁电流的方法一般称之为励磁方式，产生励磁电流的装置则称为励磁系统。励磁系统的种类很多，但主要可分为他励系统自励系统两大类。自并励方式是自励系统中最简单的一种励磁方式，它不仅结构简单、效率高、维护费用省，而且有很快的励磁电压响应速度。同步发电机的励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成，如图2-1所示。

励磁功率单元向同步发电机的转子提供直流电流，即励磁电流；励磁调节器根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元和发电机构成的一个反馈控制系统。

图2-1 励磁控制系统结构框图

同步发电机励磁系统是由励磁机、发电机、滤波器、放大器、移相触发单元和测量比较单元等组成的反馈控制系统，此系统直接控制同步发电机磁场电流，从而控制同步发电机的电势、端电压、无功功率和电流等参量。励磁控制系统结构如图2-2所示。图中，同步发电机是控制对象，励磁调节器

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6 是控制器。励磁机为执行环节，而校正装置是为改善系统特性而设定的。

图2-2 自动励磁系统框图

自动励磁控制系统中的励磁调节器在测量输入信号，并与给定值作出比较、计算后，给出控制信号作用于励磁功率单元，从而控制励磁电流，达到励磁系统应完成的功能。通用的励磁调节器均按一定控制规律来自动调节励磁，故常称自动调节励磁装置，汉语拼音简写为ZTL 。

由于电力系统运行的需要及自动装置元件与计算技术的进展，励磁调节器也随之发展。从装置的物理结构上可分成机电型、电磁型、半导体型与数字型。从装置的调节原理划分，有比例式、比例—积分—微分式、最优调节器、自适应式调节器等。图2-3即为自动励磁调节器结构框图，系统的 ZTL 由调差、测量比较、综合放大，同步与移相触发及可控整流环节组成。

2.2励磁调节系统各环节的工作原理和数学模型

2.2.1 同步发电机的传递函数

同步发电机的传递函数相当复杂，本文只研究发电机空载起励的过程， 因此，可对发电机的数学描述进行简化。在转速为额定转速时，同步发电机的传递函数可以用一阶滞后环节来表示。电压最大值在额定电压的附近， 因此，可以在该过程中忽略饱和现象，故同步发电机的传递函数为：)1/()(S T K S G G G G +=式中：G T 表示其时间常数，主要为励磁绕组EW 的时间常数，其数值较小，取5s ，G K 为发电机的电压放大系数，当忽略发电机的

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饱和影响时 ，G K 可用发电机的定子电压和发电机空载额定转子电压之比表示。

图2-3 自动励磁调节器结构框图

2.2.2电压测量比较单元的传递函数

电压测量比较单元由调节器的测量变压器、整流滤波电路、比较器和调差环节、电压互感器组成，作用是把发电机机端电压变成与之成正比的直流电压，在正常情况下，TV 和测量变压器均不会饱和，可近似用一个一阶滞后环节来描述：总的效应可以用一阶惯性环节近似表示其动态特性。

S T K S U S U S G r r

R c r +=

=

1)()()( （2-1）

式中 其时间常数r T 约为几十毫秒，GE

CHE

r U U k =为电压比例系数，CHE

U 为对应GE U 时测量单元的输出电压。

该环节的作用是将发电机电压转变为与之成比例的直流电压，再将该直流电压与给定基准电压作比较，得出电压偏差值号，在实际的装置中，测量

8 比较环节测量的是调差环节的输出，对测量比较环节的要求是，对被测量电压应有高灵敏度时滞小，能及时反应发电机电压的变化；给定的基准电压稳定精确，并有足够调节范围，输入电压与输出电压之间为线性关系，输出电压的纹波小，整个环节不受系统频率变化影响。

该测量比较环节由正序电压滤过器、多相整流、滤波及检测桥等电路组成，如图2-4所给框图所示。

?t

U ?t I '?（基准）图2-4 测量比较环节框图

（1）正序电压滤过器： 滤过器的输入是调差环节的输出't U ，是已修正

过的发电机电压。采用正序滤过器的原因是在系统存在三相电压不平衡时；滤过器只输出一个反应电压水平的正序电压，能提高检测的灵敏度，并使接于其后的测量变压器始终处于对称三相电压下工作。正序电压滤过器接线如图2-5（a ）所示，为便于说明，将接线图改画成图2-5（b ）所示电路。图中，各臂对称位置的电阻、电容相等，且参数间关系为：

3:1:2::21=C X R R （2-2）

即C X R R 321=+，于是 ''B A 、''C B 、''A C 三条支路上的电流超前相应线电压 C 30且1R 上压降为2R 的两倍，据此，可画出当负序电压与正序电压分别作用于滤过器时的矢量图。

图2-5（a ）为输入负序电压的矢量。由图可见，滤过器输出为零。图2-5（b ）为输入正序电压，滤过器有三相对称电压''''B A U ?

，''''C B U ?

及''''A C U ?

输出。因此，当输入为不对称电压时，负序分量被滤去，只有正序电压输出。

9 至测量变压器

''A 1R

‘A

'B C )(a )(b 图2-5 正序电压滤过器原理接线图

(a)原理接线 （b ）原理接线的另一种表示

(2)多相整流：由测量变压器与多相整流电路组成多相整流单元。其作用是将发电机电压变换成能与基准电压作比较的平滑的直流电压。因为整流相数越多，整流电压中所含纹波的最低频率越高，且其幅值越小，因而直流电压越平滑，所以一般均采用多相整流电路；由于整流电压平稳，其后的滤波单元可以采用较小的滤波电容而获得满意的直流电压。滤波电容的减小则可提高整个测量回路的响应速度。

(3)滤波电路：滤波电路如图2-6所示，1、2为输入端，接至整流电路，3、4为输出端，接至检测电路。滤波电路由两节组成，第一节是由1R ，3R 和1C ，2R ，4R 和2C 组成的桥式滤波电路，a,b 是输出端。该电路利用电桥原理使电桥具有选频滤波特性，即频率为选频的波形时，滤波电桥无输出。对于六相全波整流，选频为600Hz 桥式滤波电路选频特性好，对直流电压衰减小。第二节是由5R ，3C 和6R ，4C 组成的两级RC 滤波器，其作用是滤去残余的高次谐波分量。

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图2-6 滤波电路 (4)检测电路：检测电路是测量比较环节的核心部分。其作用是将整流滤波输出的电压与比较电路中的基准电压进行比较，得到一个反映发电机电压偏差的直流电压信号U ?输出到综合放大环节。通过调节检测电路中的整定电位器，能改变电压的给定值。因此，检测电路起到比较与整定电压的作用，故又称比较整定电路。

图2－7为检测电路，电位器w 用于调整电压定值；两个稳压值相同的稳压管WY1，WY2与两个阻值相等的电阻21R R ，组成对称比较电路，又称检测桥，m ，n 为电路的输出端, 输出电压偏差信号U ?，图中右边部分为检测桥的特性。

2.2.3 综合放大环节

(1)任务及对环节的要求：该环节的任务是，将偏差电压U ?与其他辅助信号电压进行线形综合放大，以提高整个装置的灵敏度，并给出适合移相触发环节需要的控制电压，其他辅助信号包括反馈，限制以及可以反映发电机运行的各种参数变量。

11

U

?

34

U ）

（b ）

（a

图2-7 检测电路接线及特性

（a ）检测桥电路 （b ）检测桥的特性。

(2)工作原理：综合放大环节一般均采用直流运算放大器来构成。运算放大器原理接线如图2－8所示。

图2-8 运算放大器原理接线图

运算放大器的开环（无反馈电阻f R 时）放大系数0K 很大（K>410~510），加入f R 后，输入端相加点∑的电位总是接近零电位，即0≈∑U ，输入到放大器的电流 ，00≈I 于是有： f I I I I =+=∑21

式中 1

1

111R U R U U I =

-=

∑

12

2

2

222R U R U U I =

-=∑ f

f R U

U I -=∑ 可推得输出电压为： )(

22

11

U R R U R R U f f +

-= （2—3）

式（2—3）说明，运算放大器能对多个输入信号进行按不同比例相加，其比例仅与反馈电阻与各输入电阻有关，与运算放大器本身参数无关。各比例系数可以分别进行整定。

由运算放大器构成的综合放大环节电路如图2－9所示。电路中加上了限幅与功率放大。

R

图2-9 综合放大电路

在输人端，21D D 组成双向限幅电路，保护集成放大电路。3D ，4D 与2W ，

3W 组成输出端的双向限幅电路，使输出电压K U 的幅值限制在移相触发电路允许范围。

为增加运算放大器带负荷的能力，在限福电路之后，增加一级互补射极跟随器，作功率放大。放大器上接入电位器1W 是用来调零，当输入为零时，调节1W ，使K U 为零。5R 与1C 构成消除高频自激振荡电路。

13 图2-10示出K U 与主信号U ?的关系特性（此时设其他信号均为0）改变f R 与1R 的比值，可以改变特性斜率；当|U ?|大于一定值后，输出不再变，呈饱和状态，这是移相电路的要求而设定的。

图2－10 综合放大电路工作特性

功率放大单元的输入为U k ，包括触发电路在内，功率放大单元也认为是一阶惯性环节，其传递函数如下： S T K S U S I S G p p k ZTL p +==1)()()( （2-4） 式中K p 为功率放大系数，T p 为功率放大单元的时间常数, I ZTL 为励磁调节器单元部分的电流。一般情况下，T p 很小，所以把综合放大单元和功率放大单元看作是一个一阶惯性环节。

2.2.4移相触发环节

(1)任务及对环节的要求：将控制信号K U 转换成触发脉冲，以触发对应相的晶闸管，达到调节励磁的目的。

受控制的是三相整流桥，故应有3套触发电路。若整流桥是三相全控，则晶闸管导通顺序为＋A 、－C 、＋B 、－A 、＋C 、－B ，则三相触发电路按相每隔 60向对应相发一个触发脉冲；若是三相半控桥，则每隔 120发一个

触发脉冲。为保证触发电路对整流主电路在给定的α角时发出触发脉冲，触发电路与同相主电路应在相位上严格保持同步。

触发电路的移相范围应足够宽，移相平稳，线性度好；触发脉冲应有足够的功率，使晶闸管可靠导通；脉冲应有一定宽度，尤其是对于励磁系统这样的大电感电路，只有当脉冲有足够宽度，刚导通的晶闸管中电流逐渐上升时，触发脉冲仍未消失，保证晶闸管不会重新熄灭；触发脉冲的前沿要陡；整个触发电路应有较强的抗干扰能力。

(2)移相触发电路工作原理：移相触发电路包括同步电路、触发电路及其脉冲输出电路，图2－11为其工作示意图。同步变压器为?Y—11接线，使同名相的同步电压超前主电路电压

30，图中未单独画出同步电路。移相触发电路中的触发器可以由单稳态触发器或单结晶体管触发器等电路来实现。现以单稳态触发器构成的移相触发电路进行讨论。

图2-11 三相移相触发电路工作示意图

2.2.5励磁机的传递函数

励磁机可以是直流的也可以是交流的，直流又分为自励式和他励式。这里只介绍自励式直流励磁机的传递函数。励磁机的输入为励磁调节器的输出电流，输出为励磁机的端电压U f，该单元也是一个一阶惯性环节，传递函数为：

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15

f

f E

ZTL f e K S T S S I S U S G ++=

='1

)

()()( (2-5)

式中K f 为励磁机放大系数，T f 为励磁机的时间常数。'E S 为一个非线性函数，在这里将不做介绍。

2.2.6励磁控制系统的传递函数

将已知单元的传递函数按图2-2组成整个励磁控制系统框图，如图2-12所示。图中将综合放大和功率放大合并为一个单元，并认为未加校正装置。

图2-12 励磁控制系统的传递函数框图

作为简单分析，略去励磁机的饱和特性和放大器的限幅，则直接可以写出系统的传递函数如下：

r

g a f f r g a r g a r g e a g e a R t c K K K S T K S T S T S T S T K K S g S G S G S G S G S G S G S H S G S G S U S U S G ++++++=+=+==

))(1)(1)(1()

1()

()()()(1)()()()()(1)

()()()( (2-6)

2.3 励磁控制系统的基本任务

2.3.1 系统电压的控制

电力系统正常运行时，负荷是经常变动的，同步发电机的功率也随之相应变化，而励磁系统最基本的任务是要求及时调节励磁电流，以维持发电机

16 端或系统某一点电压在给定水平。要保持励磁电流不变，发电机端电压随着无功电流的增大而减小，因此维持发电机端一定的电压是不可能的。要维持发电机端电压，必须增大励磁电流，使发电机的外特性向上移。所以，要保证供电质量，同步发电机必须随着无功负荷的变化不断调节励磁电流。

在0U 变化时，测量件测得的发电机端电压0U 与设定的额定基准电压0N U 进行比较，结果是电压偏差U ?。通过励磁调节器的作用，依电压偏差U ?来调节三相半控桥晶闸管的导通角α，调整励磁电流，以保持发电机端电压在额定给定水平，导通角α与电压偏差值U ?有以下关系：

ΔU=0N U -0U ，当ΔU 大于零时，系统减小导通角α，励磁电流f I 升高，0U 也随升高，直到0U ＝0N U ，电压偏差等于零。当ΔU 小于零时，系统将增大导通角α，励磁电流f I 减小，0U 随之降低，直到0U ＝0N U ，偏差等于零为止。

ΔU 对α的控制调节规律：同步发电机励磁控制系统主要作用是通过给定控制电压k U 控制三相半桥整流电路的导通角α，从而调控励磁电流f I ，达到控制端电压0U 的目的。而同步发电机控制端电压0U 的波动主要体现为电网的无功功率Q 的不断变化。因此，励磁控制系统总的控制调节规律是依据电压偏差ΔU ，不断的改变励磁控制系统给定控制电压k U ，使之跟随电网的无功功率Q 的变化。

2.3.2系统无功功率的分配

几台发电机在同一母线上并联运行时，改变任何一台机组的励磁电流不仅影响该机组的无功电流，而且还影响同一母线上并联运行其它机组的无功电流，与此同时也引起母线电压的变化。这些变化与机组的无功调节特性有关，为了合理而稳定地分配组间的无功负荷，机组的无功调节特性应有适当的调差系数。

17 调差系数δ可由下式表示

δ%=fe f f U U U 2

1-×100% （2－7）

fe U 为发电机额定电压，1f U 、2f U 分别是发电机空载电压、额定无功电流时的电压。当正调差系数为δ＞0，其调节特性下倾，发电机电压随着无功电流增大而降低。在带有正调差单元的自动调节励磁装置中，当无功电流增大，励磁调节器将感受到发电机电压虚假地提高，于是调节装置将减小发电机的励磁电流，致使发电机电压降低，所以得到下倾的外特性。当δ＜0时为负调差，调节特性上翘，发电机端电压随着无功电流增大而上升。在带有负调差单元的自动调节励磁装置中，当无功电流增大时，励磁调节器将感受到发电机电压虚假地降低，有相反的调节过程，致使发电机电压升高，于是得到上翘的外特性。δ=0为无差特性，这时发电机电压为恒定值。

2.3.3 同步发电机并联运行的稳定性

电力系统在运行时随时会受到各种干扰，这就需要同步发电机具有维持或恢复同步运行的能力，即保持同步发电机并联运行时的稳定性。

第三章发电机励磁控制系统的硬件设计

3.1硬件系统的总体设计

单片机励磁调节器的主要任务是：将输入的电气信号，经各自的信号处理及变换电路对信号滤波、隔离放大适配到AD转换的量程内。再通过软件计算得到发电机的运行工况、励磁系统参数、调节器输出参数等全部信息。最后，将调节参数输出并控制移相触发电路,使得励磁电源主回路的晶闸管导通角改变,从而控制发电机的励磁。

本装置硬件系统总体可分为6个部分：数据采集单元，微机处理单元，开关量输入输出接口单元，人机接口单元，通信系统、电源系统。

数据采集单元的功能是采集由被保护设备的电流电压互感器输入的模拟信号，经过预处理后转化为所需数字量；微机处理单元以ATmega16微处理器为核心，ATmega16是基于增强的A VR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。ATmega16的数据吞吐率高达1MIPSMHz，同时具有16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力)；512字节EEPROM；1K字节SRAM；32个通用IO口线；开关量输入输出回路由并行口、光电耦合电路及光电隔离开关等组成；人机接口部分主要包括显示、键盘、各种面板开关等，通信系统可以完成机间通信及远动的要求；电源系统提供了整个装置所需的直流稳压电源，保证整个系统的可靠供电。总体设计如图3-1所示：

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图3-1 励磁调节装置总体硬件框图

3.2 单片机励磁控制系统主回路

励磁电源主回路：该系统的励磁电源部分即为控制主回路，是一个由可控硅和二极管组成的三相半控，经这一回路整流后的电压就是励磁机的励磁绕组可变的电源电压。如图3-2所示。

整流二极管是共阳极接法，晶闸管是共阴极接法，D为续流二极管。在电路中仅在桥的一侧用可控的晶闸管，故称为半控桥整流。三相半桥中，三个晶闸管的导通顺序与三相电源的顺序相同,从左到右依次导通。因为是三相电源，所以触发脉冲间相位也依次相差120°，励磁控制回路可以根据机端电压偏差和其他反馈信号自动调节可控硅的导通角，从而达到自动改变励磁电流的目的。

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图3-2 励磁电源主回路

3.3系统参数测量电路

参数测量系统的参数测量都是由单片机系统来完成,检测同步发电机端电压和励磁电流，将它们经过整流变送后输入单片机的AD口；同时将测得的端电压和励磁电流通过比较器、光电隔离器等环节得到频率和相位角的脉冲方波信号，并且取得系统的同步信号。系统测量环节的总体框图如图3-3所示。

发电机的机端电压U d经电压互感器后，经三相整流滤波电路后经过ATmega16的一路AD送入单片机，与对应的给定值进行比较。经过程序运算，把电压偏差输出到DA（PWM），经过触发电路，控制晶闸管导通角。励磁电流I f 经电流互感器将电流信号转换成电压信号，经放大电路得到0-5V电压信号输入单片机进行处理。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/27me.html