控制系统硬件框图如图6所示:
DSP外围电路由以下几部分成:
(1)电源及复位电路,此功能由TPS70351芯片实现,该芯片可以输出3.3V和1.8V两种电压,满足DSP供电的需要。同时可以输出复位信号,并可以接手动位按钮。
(2) AD基准电路，2812芯片内部自带AD采样的基准电路,可以满足AD采集的需要,也可以利用电压源和运放芯片产生1V和2V的信号提供给DSP,提高AD采集的精度。由于2812芯片只能接受0—3V的电压信号,而信号调理板给DSP控制板的信号为双极
性信号,所以需要把信号抬高1.5V后再送给DSP。恰好可以利用DSP输出的1V和2V信号给一运放芯片,把双极性的模拟量输入调整到0-3V之间。
(3)D/A输出电路,采用并口16位DA芯片AD574。
(4)PWM输出驱动和IGBT故障检测电路。
(5)模拟量输入调理电路，由差分放大器INA114和运放INA2137组成。
图6 PWM控制器DSP控制板硬件框图
3 软件流程图
控制系统软件由主程序和两个主要的中断服务程序组成,主程序实现软件的初始化,初始化系统控制相关寄存器,I/O口初始化,定时器初始化,PWM波形输出相关寄存器初始化,AD采集相关寄存器初始化，PI调节器参数初始化,中断初始化等。系统包含两个主要中断服务程序,AD采集中断主要负责模拟量的采集,主中断服务程序实现电压电流的坐标变换,具体的变换过程可以参考控制框图,软件锁环节保证变流器输出的电压电流同相位,实现单位功率因数,SVPWM算法的采用保证了启动电流波形冲击小且THD值低。控制系统的软件流程图见图7。
图7 系统软件流程序图
4 实验结果
由图8和图9可以看出,本文设计的PWM变换器控制器实现了单位功率因数,并且保证了直流母线电压和逆变器输出电流启动平稳,无超调,启动电流冲击小。
图8 A相电压和电流波形
图9 直流母线电压和一相电流波形
本文设计的PWM变换器控制器已经成功运用于哈尔滨九洲电气股份有限公司1.5MW风电变流器实际生产中,并取得了良好的经济效益和社会效益。
参考文献
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