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SVG系统的工作原理和外设功能模块的设计

作者:admin时间:2020-11-11 11:45

  近年来。跟着电力编制中非线性用电兴办,极端足电力电子装配使用的日益普及.而人无数电力电子装配功率因数较低(如:相控整流器),事务时基波滞后于电网电压,要消磨洪量的无功功率,也给电网带来格外掌管,并影响供电质地。于是提升功率因数己成为电力电子手艺和电力编制钻研界限所面对的一个强大课题.正正在受到越来越众的眷注.80年代往后,跟着电力电子手艺的进一步发达及瞬时尤功功率外面的提出。一种更为优秀的静止无功补充装配呈现了,这便是采用自换相变流

  SVG装配的硬件安排征求主电途和职掌电途的安排。主电途硬件征求格流电途、直流电容、逆变电途及其缓冲电途、门极驱动职掌电途、保卫电途等。职掌电途安排巾详明分析了OSP顶用于SVG职掌回途的各外设功用模块。

  IPM缓冲电途七要用以职掌闭断浪涌电压和续流二极管光复浪涌电压。缓冲电途类型和所需求元件紧要定夺于功率电途的结构构造,此外,为给定使用电途采取最好的缓冲电途时,本钱和事务频率这些要素务必推敲。图1为IPM通用缓冲电途。

  IPM缓冲电途和古代的双极品体管缓冲电途正在两个方面有区别.第一,IGBT具有巨大的开闭安适事务区。缓冲电途只需职掌瞬态电压。第二,IGBT事务于比达林顿管高得众的频率鸿沟。正在每次开闭轮回巾缓冲电途都要通过IGBT器件放电,如此损耗的功率较大。

  驱动职掌电途丰要针对的是DSP职掌编制的弱电职掌片面,其工作是:将DSP输出的0~3.3 V的PWM信号转换成0~15V的1GBT驱动信号,驱动信号低有用。因为模块要直接和配电编制相连,于是务必行使断绝器件将模块和职掌片面的弱电电途隔脱节来,以保卫DSI‘职掌编制。正在此编制中,最好的断绝元器件是光电耦合器,因为PWM波的频率高,对光耦的央求也较高,光耦的参数务必满意Tphl Tplh和Ucm=1500v时共模抑止比CMR》10kV/μs两个要求。遵照墟市的供货处境选用HP公司的光耦HCPL4504。

  TMS320I,F2407A的PWM口驱动电流6mA,而HCPL4504发光二极管导通的额定电流为25mA,因此光耦前须加驱动电途。经常有两种方式驱动光耦合器中的发光二极管,第一种方式采用二极管,第二种采用图腾柱输出IC。本安排采用网腾柱输出IC GD4069与光耦HCPL4504相连的方式,如图2所示。

  IPM要寻常事务,起码需求4途互相独立的驱动电源给IPM的驱动电途供电。u、v、w三相的上桥臂各1途.U、V、W的下桥臂共用l途,因此要4途相瓦独立的驱动电源,央求供电电压15V,电源电压正在13.5V~16.5V的鸿沟内。本义膺选用专为设汁逆变装配面义利用IPM的嵌入式编制级开闭电源Jsl58。具有9途输出,8途断绝输出。电流强劲,输入电瓜范嗣宽,保卫全等便宜。

  ADC模块的效力是对编制参数(模仿量)举办搜罗,并将其转换为DSP也许识别和措置的数字量。该模块具有16途模仿输入通道(ADCINO。ADCIN 15),并带内置采样和保留的(S/H)10位的A/D转换器,最小模数转换功夫为500ns。

  ADC转换可由软件、内部变乱或外部变乱启动,转换后的结果主动存放正在16个可只身访候的结果寄存器(RESULTO~RESULTl5)中,恭候DSP读取后作相应的问应。通道0的转换结果存放正在RESULTO中,通道1的转换结果存放正在RESULT1中,循序类推。

  搜捕单位足变乱约束器Ev的一片面,每个Ev有3个搜捕单位。当搜捕引脚上呈现跳变时搜捕单位被触发,可行使它的这个特性来追踪编制频率,方式是捉拿编制信号的过零点,于是需求把编制信号(正弦波)转换为方波后再接入搜捕引脚。

  搜捕单位的事务流程为:当搜捕输入引脚CAPx上检测到所选的跳变时,所选的GP按时器的计数值被搜捕并存放纠一个FIFO货仓中。与此同时,相应的停滞记号位被置位.外设停滞将形成一个停滞哀告信号,假如利用了搜捕停滞.则能够从停滞效劳子次第中凑取搜捕刨的计数值。假如没有利用停滞,也能够通过盘问停滞记号位和FIFO货仓的状况位来确定足否爆发了搜捕变乱,若已爆发,则能够从相应的FIFO货仓中读取搜捕到的计数值。

  SVG中的SPWM波形的输出紧要靠2407的变乱约束器中的对照单位来完毕。变乱约束器EVA模块巾有3个全对照单位(对照单位l,2和3)EVB模块中同样也有3个全对照单位,且每个对照单位都有两个闭联的PWM输出引脚.和搜捕单位相同,对照单位的计往往基也由通用按时器GP供应。

  对照单位的构造桩图如图3所示,图中的PWM电途征求非对称/对称波形爆发器和可编程的死区单位。其事务流程为:通用按时器GP的计数器无间与对照寄存器的值举办对照,当爆发对照立室时,对照单位的两个输出引脚将遵照对照体例职掌寄存器ACTRx的创立举办跳变。而且,假如停滞不被屏障。将形成一个外设停滞哀告信号。

  串行通讯接口SCI模块援助CPU与其他利用圭表式样的异步外没之间的数字通讯。2407与其它外设举办数据相易的流程为:DSP向外设传送数据时.先把数据送SCI模块,再经SCI的发送数据引脚转达到外设的授与数据引脚:DSP由外设授与数据时,数据由外设的发送数据引脚转达至SCI的授与数据引脚.存放正在SCI模块中,然后DSP再从该模块中读取数据举办相应的措置。

  2407 DSP的事务电压为+3.3V,故接入其引脚的信号电压也不行进步3.3V且其内部模数转换模块的基准电压鸿沟为0~+3.3V,是单极性的。而正在测验室要求下,来自电压互感器电流互感器二次侧的电压和电流分辩为0~1OOV和0-5A,且为调换电,故信号需先接入一个信号预措置装配,经措置到达2407央求的数值鸿沟后冉接人其ADCIN引脚。

  编制电瓜固然通常为50Hz,但也会上下震撼。为了使SVC产牛的附加电压频率和编制电瓜频率保留相同,务必举办电网频率跟踪。

  丈量电网频率的方式是把编制电压(正弦波)通过一个方波转换电途造成与之同周期的同步方波信号,然后丈量其两个相邻上升沿之间的功夫间隔就可获得此方波信号也便是编制电压的周期。同步信号形成电途如图4所示。

  固然正在IPM内部已设有过流、过压等保卫,可是为了提升编制的牢靠性及更好的保卫1GBT管,仍须创立一套火速而正确的保卫闭头以抗御符种障碍的爆发。本文就安排了编制的过压、久压保卫、IPM障碍保卫。全体的保卫电途的障碍信号输出相与后送入DSP的中PDPINT断口,当DSP的PDPINT管脚授与到低电平信号,DSP将做出相应的停滞措置,立时封闭PWM输出及住手运转。

  因为保卫电途属于编制的弱电职掌片面,而障碍信号又是从主电途中取出的,为确保编制事务的安祥应实行弱电和强电断绝,纵使两者之间即保留职掌信号相闭,义要阻隔电气方面的相闭。这就央求咱们安排保卫电途的同时应当推敲抗骚扰题目。

  编制中创立了直流电压过压、欠压保卫电途如图5所示。由于IGBT集射极耐压及接受反压的本事有限,而我邦电网电压的线件度较差,正在重负荷时线V,而正在用电低谷期线V,如许大的电压改变鸿沟,会导致直流回途经压或久压,于是应创立直流电压过压、欠压保卫电途。直流电压保卫信号取自助回途滤波电容器两头,经电阻Rl、R2分压和光耦断绝后送入职掌电途。

  本文作家改进点:本文紧要分析了遵照SVG的事务道理和职掌体例安排的硬件电途计划。本硬件电途的安排采用优秀的职掌芯片和开闭元件,可实行SVG功用的需求,到达了邦内邦际优秀秤谌,项目经济效益约为60万元。

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