通用型電力變換控制平臺開發(fā)及其在風(fēng)電實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用.pdf

1、在電力變換、變流驅(qū)動、開關(guān)電源等應(yīng)用中，為實(shí)現(xiàn)電力電子開關(guān)器件的有效控制，需要在驅(qū)動控制系統(tǒng)中設(shè)計完善的控制電路。本文根據(jù)變流器的典型應(yīng)用，針對信號采樣數(shù)、脈沖資源數(shù)和控制策略等的不同，分析通用型電力變換控制平臺在硬件、軟件方面的需求，并提出一種“DSP+FPGA”的通用型電力變換控制平臺的設(shè)計方案，進(jìn)行了硬件、軟件開發(fā)設(shè)計，并進(jìn)行了風(fēng)電實(shí)驗(yàn)應(yīng)用。
　　通過主控單元和外圍電路單元硬件設(shè)計兩個方面，給出了本通用型電力變換控制平臺的整

2、體設(shè)計思路。主控系統(tǒng)采用“DSP+FPGA”的模塊化、總線式設(shè)計方法，將FPGA的邏輯功能和DSP的運(yùn)算能力進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)。為了充分提高主控系統(tǒng)輸入輸出信號的性能和兼容性，對外圍電路單元進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計:電源電路采用板載開關(guān)電源，信號采集電路可兼容單雙極性信號輸入，PWM信號采用光纖傳輸，數(shù)字IO電路采用光耦隔離的方式，測頻電路可滿足軟硬件測頻的方法，保護(hù)電路采用可靠的三級保護(hù)電路。
　　本控制平臺底層程序的軟件開發(fā)，主要包括DSP底層

3、代碼設(shè)計和FPGA底層代碼設(shè)計兩個方面;采用模塊化的方法對各個控制功能進(jìn)行設(shè)計，盡量與硬件電路兼容方面相對應(yīng)，滿足不同類型變流器的控制。DSP的底層代碼設(shè)計主要包括片內(nèi)外AD采樣、坐標(biāo)變換、空間矢量PWM、PI調(diào)節(jié)器、串行通信等;FPGA的底層代碼設(shè)計主要包括接口設(shè)計、故障信號處理、脈沖信號PWM產(chǎn)生等。并對代碼進(jìn)行仿真驗(yàn)證，證明了軟硬件控制平臺的可靠性和可行性。
　　最后，為了在風(fēng)電實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證所開發(fā)的控制平臺，搭建了5MW直驅(qū)永