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DSP和FPGA構(gòu)成的3/3相雙繞組感應(yīng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)
摘要：介紹了針對３／３相雙繞組感應(yīng)發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)的勵(lì)磁系統(tǒng)，該系統(tǒng)由ＤＳＰ和ＦＰＧＡ構(gòu)成。給出了控制系統(tǒng)的接口電路和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。關(guān)鍵詞：ＤＳＰ ＦＰＧＡ ３／３相雙繞組感應(yīng)發(fā)電機(jī)
１ 系統(tǒng)簡介
３／３相雙繞組感應(yīng)發(fā)電機(jī)帶有兩個(gè)繞組：勵(lì)磁補(bǔ)償繞組和功率繞組，如圖１所示。勵(lì)磁補(bǔ)償繞組上接一個(gè)電力電子變換裝置，用來提供感應(yīng)發(fā)電機(jī)需要的無功功率，使功率繞組上輸出一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓。
圖１中各參數(shù)的含義如下：
ｉｓａ,ｉｓｂ,ｉｓｃ——補(bǔ)償繞組中的勵(lì)磁電流；
ｕｓａ,ｕｓｂ,ｕｓｃ——補(bǔ)償繞組相電壓；
ｉｐａ,ｉｐｂ,ｉｐｃ——功率繞組電流；
ｕｐａ,ｕｐｂ,ｕｐｃ——功率繞組相電壓；
ｕｄｃ——二極管整流橋直流側(cè)輸出電壓；
ｕｃ——變流器直流側(cè)電容電壓。
電力電子變換裝置由功率器件及其驅(qū)動(dòng)電路和控制電路兩部分組成。功率器件選用三菱公司的智能功率模塊（ＩＰＭ）ＰＭ７５ＣＳＡ１２０（７５Ａ／１２００Ｖ），驅(qū)動(dòng)電路使用光耦ＨＣＰＬ４５０２�？刂齐娐酚桑模樱校疲校牵翗�(gòu)成。
圖2 控制電路的接口電路
２ ＥＰＭ７１２８與ＴＭＳ３２０Ｃ３２同外設(shè)之間的接口電路
圖２所示為控制電路的接口電路。控制電路使用的ＤＳＰ是ＴＭＳ３２０Ｃ３２，它是ＴＩ公司生產(chǎn)的第三代高性能的ＣＭＯＳ ３２位數(shù)字信號處理器，其憑借強(qiáng)大的指令系統(tǒng)、高速數(shù)據(jù)處理能力及創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)，已經(jīng)成為理想的工業(yè)控制用ＤＳＰ器件。其主要特點(diǎn)是：單周期指令執(zhí)行時(shí)間為５０ｎｓ，具有每秒可執(zhí)行２２００萬條指令、進(jìn)行４０００萬次浮點(diǎn)運(yùn)算的能力；提供了一個(gè)增強(qiáng)的外部存儲(chǔ)器配置接口，具備更加靈活的存儲(chǔ)器管理與數(shù)據(jù)處理方式。控制電路使用的ＦＰＧＡ器件為ＡＬＴＥＲＡ公司的ＥＰＭ７１２８，它屬于高密度、高性能的ＣＭＯＳ ＥＰＬＤ器件，與ＡＬＴＥＲＡ公司的ＭＡＸＰＬＵＳ ＩＩ開發(fā)系統(tǒng)軟件配合，可以１００％地模仿高密度的集成有各種邏輯函數(shù)和多種可編程邏輯的ＴＴＬ器件。采用類似器件作為ＤＳＰ的專用外圍集成電路?ＡＳＩＣ?更為經(jīng)濟(jì)靈活，可以進(jìn)一步降低控制系統(tǒng)的成本。
電壓檢測使用三相變壓器，電流檢測使用ＨＬ電流傳感器。電平轉(zhuǎn)換電路用來將檢測到的信號轉(zhuǎn)換為０～５Ｖ的電平。Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器選用ＡＤＳ７８６２。保護(hù)電路使用電壓比較器３１１得到過壓／過流故障信號。
ＤＳＰ完成以下四項(xiàng)工作：數(shù)據(jù)的采集和處理、控制算法的完成、ＰＷＭ脈沖值的計(jì)算和保護(hù)中斷的處理。
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