复合励磁同步发电机(Hybrid-Excitation Synchronous Generator)是一种新型结构的电机,在中、小型独立供电系统中有着广泛的应用前景。论文阐述和分析了研究复合励磁同步发电技术的重要意义和紧迫性,对其工作原理、励磁控制系统及监控系统进行了深入地研究。 文中首先详细地分析了复合励磁同步发电机基本工作原理,得出了其空载、负载运行特性曲线。并在此基础上,结合新的假设条件,推导了此新型复合励磁同步发电机在三相静止坐标系和旋转d-q坐标系中的基本电势和磁链方程,建立了相应的数学模型和简单的等值电路,为励磁控制系统的研究、设计提供了必要的理论依据。 接着,对整个发电机系统包括其监控系统进行了分析,得出了相应的闭环传递函数。由于发电机本身的结构复杂,设计参数很多,再加上具有双功率绕组输出,电机内部的电磁耦合很多,难以进行精确地计算,因而得到的数学模型也是不精确的。基于此,将具有人工智能的模糊逻辑控制理论应用于复合励磁同步发电机监控系统的设计中,利用Matlab环境下的电力系统模块(PSB)、模糊控制接口(FIS)和模糊控制工具箱构建了包含同步发电机的模糊励磁控制的仿真模型,并设计实现了基于80C196KC包含模糊励磁控制器和系统保护的监控系统。仿真和实验结果表明了控制策略的有效性和实用性,监控系统具有良好的动、静态性能。同时,探讨了其他智能控制策略在本系统的应用问题,如自调整模糊PID控制、模糊神经网络,为以后深入地研究奠定了基础。