陈小明，王德宽，朱必良，刘喜泉，谢燕军

（1.中国长江电力股份有限公司，湖北省宜昌市 443002；2.中国水利水电科学研究院，北京市 100038；3.国电南瑞科技股份有限公司，江苏省南京市 210061）

0 引言

随着长江三峡水利枢纽工程的建设，我国一大批700MW水轮发电机及其附属设备从引进、消化、吸收到再创新，实现了巨型水轮发电机及其附属设备的国产化，并形成和提高了大型晶闸管自并励励磁系统诸多关键技术。

巨型水轮发电机组励磁系统，由励磁调节器、励磁变压器及整流柜、灭磁及转子过电压保护装置等组成，本文将依次总结和阐述最新的设计理念和关键技术。

1 大型励磁系统关键技术

1.1 RISC微处理器应用技术

基于RISC构架的微处理器已经成为大型励磁调节器核心控制器，显著提高了励磁调节器硬件水平和整体性能。

大型励磁调节器至少采用双通道，每一个通道至少由2块以上微处理器控制板组成。微处理器从软件架构上可分为复杂指令集（CISC）和精简指令集（RISC），又称为冯诺依曼结构（X86）和的哈佛结构，前者主要应用在服务器领域，后者主要应用在自动控制领域。在励磁控制中，大型励磁系统过去采用CISC芯片，现在升级为RISC芯片已经成为趋势，如UNITROL 5000采用80186芯片，现在UNITROL 6000采用PowerPC芯片。大型励磁系统主要采用RISC构架的微处理器芯片，如DSP、ARM或PowerPC、FPGA等。国产NES 5100励磁控制器芯片配置如图1所示。

图1 NES 5100微处理器芯片配置Fig.1 The configuration of NES 5100 microprocessor chip

在图1中，ARM微处理器负责运行VxWorks操作系统，主要完成板件上的所有通信相关的任务和录波、记录的存取等工作。……