励磁系统是同步发电机的一个重要组成部分,它直接影响发电机的运行特性,对电力系统的安全稳定运行有重要的影响。随着现代电力系统的发展,对同步发电机励磁控制系统提出了更高要求。目前,同步发电机励磁控制系统已实现了从模拟式向数字式的转变。TMS320F2812等高性能数字信号处理器(DSP)的使用,大大提升了同步发电机励磁控制系统的性能。本文首先介绍了同步发电机励磁系统的基本概念、分类、研究现状等。研究了PID励磁控制、电力系统稳定器(PSS)控制、线性最优励磁控制等多种控制方法,并对其在实际系统中的应用情况进行了分析和比较。其次,设计了基于TMS320F2812的励磁控制系统硬件电路,对模拟量采集模块、开关量输入输出模块、过零检测模块、通信模块、存储模块以及显示接口模块的设计做了详细的分析。论述了励磁控制系统软件的设计方法和结构,重点介绍了本系统中交流电量测量、三相同步触发和单相智能同步触发的实现方法,以及液晶屏的单片机控制程序和上位机监控程序C++程序的设计。最后,在Saber仿真软件中建立了励磁系统仿真平台,设置了相应的仿真环境,进行了发电机空载启动、给定10%阶跃、突加负载、并网运行的仿真实验。通过仿真,验证了控制参数变化和算法改进对系统影响的理论分析结论。