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连云港油浸式变压器的数字控制

作者:连云港油浸式变压器厂  发布日期:2019-04-13  

数字信号处理器(DSP)已广泛运用在高频开关连云港油浸式变压器的控制,采用DSP作为连云港油浸式变压器的控制中心,可以用最少的软硬件完结活络、精确的在线控制。数字信号处理器TMS320LF2407既有一般DSP芯片的特征,还在片内集成了许多外设电路,使其可以很便当地完结连云港油浸式变压器控制。

本文中,控制系统选用了工程运用较多的正弦脉宽凋制技术,该技术具有算法简略,硬件完结简单,谐波较小等利益,可以充分发挥DSP的高速性、实时性、可靠性等方面的特征,结合相应的软件,运用一些改善的算法完结了SPWM调制,输出了质量较好、频率和幅值可任意改动的控制信号。系统的结构图l为连云港油浸式变压器底子控制电路硬件框图。连云港油浸式变压器选用高频SPWM技术和通用电压型单相全桥电路,选取ICBT功率模块作为开关器材,控制电路选用全数字化规划。输出电压和电感电流通过采样网络,将输入信号转换为TMS320LF2407所需求的电平,接至TMS3201F2407的A/D转换口。通过键盘键入所要求的输出电压值、频率值,由SCI模块与DSP完结通讯。得到器其时作业的基准电压信号,通过电压电流调度器获得实践的正弦调制信号,与DSP定时器发作的三角波载波信号相交截,输出带有必定死区的驱动控制信号,经驱动单元进行阻隔扩展后送到IGBT。DSP可以把其时时刻的输出电压、频率值送给单片机并在8位LED上显示出来。为了保证过压、欠压、过流(过载)的情况下能有效地保护功率开关和负载,在本系统中设置了保护电路,一旦出现缺点,PDPINT引脚为低电平情况,关闭驱动脉冲控制信号,堵截连云港油浸式变压器输出。



SPWM波的软件规划连云港油浸式变压器研制的中心是SPWM波的生成,可利用DSP通过软件来完结,系统选用了双闭环反响的控制战略,其外环为输出电压反响,电压调度器一般选用PI方式,电感电流反响构成内环,电流环规划为份额环节。由图l可以看出,输出电压的信号经调度采样生成Vf后直接反响,与参看正弦电压Vref比较后,经PI调度后作为电流内环的给定信号Ig。其与电感电流反响值If比较得到的过失经P调度,作为调制波与三角载波进行交截发作SPWM开关信号。为了便丁器在线调试,所生成的SPWM波调制比有必要可在必定规划任意改动,且过失较小。由上所述,可知SPWM波的生成触及3个方面:获得参看止弦电压Vref、完结电压电流双闭环控制、发作三角载波。其间,三角载波的完结很简略,可由DSP中的通用定时器发作,本规划中,运用了通用定时器l,可根据载波频率判定定时器l中的周期寄存器TIPR的值。

下面偏重介绍前两个方面所触及的没计和算法。

基准正弦电压信号的生成DSP实时地从单片机读取所需求的电压的频率和幅值作为其时输出电压的基准(给定)。获取其时时刻的正弦值,基准正弦信号是通过查表法发作的。在数字控制系统中正弦基准信号就是http://liaoyang.lcssjy.com/一个正弦数据表格,故应将正弦波按其表达式制成0°~360°的表格供查用,在本规划中,正弦数据表格中数据点数选为1024,可将其数值放在片外数据存储器。有;图2(b)中按必定的规矩改动输出脉冲序列,输出电压相位和电压值就不会出现跳变。为了保证在频率切换进程中电压的相位改动最小,输出电压值不发作较大的跳变,应按下式来判定新的脉冲序列中开始的脉冲序号N′,即令:详细流程。2.2 双闭环控制完结图4为电压、电流双闭环数宁控制流程图。在实践运用中,考虑到一些详细情况,还需对电压调度器的数字PI调度及电流调度器的数字P调度加以必定的束缚,针对不同的情况采用最佳控制方法。故在图4中(1)、(1’)、(2)、(3)、(3’)处选用了一些改善算法及战略,下面分别加以简略介绍。在图4中(1)和(1’)处设置了死区,冈为在输出改动较小时,通过核算得到的PWM控制寄存器的值可能也会有小幅度的振动,这样会使系统不稳定。若设置恰当的死区规划,则可以消除由此引起的振动,又不会太大影响输出精度。根据实践情况分别设定最小输入差错量e1(e1’),即当|ev(k)|e0,吊销积分效果,用P控制,当|ev(k)|≤e0,引入积分效果,这样既坚持了积分效果,又减小超调量。使系统的控制性能有很大改善。

实验效果根据上述底子编程思路,编制了一个凋制比N可任意改动的通用SPWM发作软件,只需通过按键输入相应的数据,就可以根据负载的需求发作任意输出频率和电压幅值的SPWM波。研制了一台容量为5000VA的器样机,并进行了实验,实验效果标明,输出电压波形光滑,波形失真度低,输出电压的THD≤2%。图5中,通过实时改动给定频率以调度输出电压频率,频率由低逐渐增高,图6中,通过实时改动给定电压幅值以调度输出电压,电压由低逐渐增高。从频率、电压的动态进程可以看出系统完结了实时和变压。

本文以DSP作为主控芯片,规划并完结了SPWM连云港油浸式变压器数字化控制,该方法控制活络、调试便当、可靠性高。在运用双闭环控制战略的连云港油浸式变压器中,运用适合于DSP特征的一些算法,编程发作了可以变压的SPWM波信号,规划的方法是可行的。数字化使得系统具有很强的性,这样系统更易于更新和晋级,并获得了比较好的实验效果。

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