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《基于DSP的同步發(fā)電機勵磁控制裝置的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、2009年第8期《貴州電力技術(shù)》(總第122期)基于DSP的同步發(fā)電機勵磁控制裝置的研究廣西電力工業(yè)勘察設計研究院張宗華[530023]廣西水利水電職業(yè)學校左江林[530023]摘要本文介紹了一種利用浮點DSP完成勵磁系統(tǒng)的控制方法，并給出了該芯片在實際應用中的硬件接口方案和軟件流程圖。關鍵詞TMS320C32無刷交流同步發(fā)電機浮點DSP運算能力使那些非線性控制、卡爾曼濾波和狀態(tài)控1引言制等技術(shù)得以實現(xiàn)。它在源代碼和目標代碼上與勵磁系統(tǒng)是發(fā)電機重要組成部分，它包括輸出TMS320C2X系列、MS320C5X系列兼容，具有很好勵磁電流的功率單元和勵
2、磁調(diào)節(jié)器兩個部分，其性的可移植性。能的優(yōu)劣對整個電力系統(tǒng)的運行性能有著重要的影響。早期的勵磁控制器為震動型和變阻器型，它們都具有機械部件，稱為機電型勵磁控制器。由于其非連續(xù)調(diào)節(jié)，響應慢，有死區(qū)，現(xiàn)早已被淘汰。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展，采用微處理器作為硬件控制核心的微機勵磁控制器將成為今后勵磁控制器的發(fā)展方向。隨著勵磁控制法的不斷改進與發(fā)展，對微機勵磁控制器的運算速度提出更高的要求，本文基于這種要求，提出以DSP(數(shù)字信號處理器)作為控制核心，研究了基于DSP的同步發(fā)電機勵磁控制器的研究。用微型計算機對同步發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器進行設計。
3、圖1TMS320C32的結(jié)構(gòu)和功能框圖(2)增強型外部存儲器：可以訪問多達16M字2TMS320C32的結(jié)構(gòu)與特點的地址空間，三個獨立的片選線和獨立可編程等待美國TI公司的TMS320家族包括定點、浮點、狀態(tài)，支持8／16／32位外部數(shù)據(jù)訪問和16／32位的多處理器的DSP和定點DSP控制器。TMS320DSP外部程序運行，使TMS320C32與大容量的存儲器和有一個專門為實時信號處理設計的結(jié)構(gòu)。高分辨率的液晶顯示器接口變得簡單。TMS320C32有這種實時處理的能力，它是典型的32(3)比較單元與CMP／PWM輸出：共有3個16一bit浮點DS
4、P，采用高性能靜態(tài)CMOS制造技術(shù)，位全比較單元和3個16位簡單比較單元。每個全具有最高可達40MFLOPS和2020MMIPS的執(zhí)行速比較單元可輸出2路帶可編程死區(qū)的CMP／PWM的度。幾乎所有的指令都可以在一個50ns的單周期信號。通過設置不同工作方式，可選擇輸出非對稱內(nèi)執(zhí)行完畢。這種高性能使復雜控制算法的實時執(zhí)PWM波、對稱PWM波或空間矢量PWM波。行成為可能。另外，C32片內(nèi)集成了為勵磁控制應(4)通用定時器：共有3個16位通用定時器，用提供單片機解決方案所必須的外圍設備，其功能可用于產(chǎn)生采樣周期，作為比較單元產(chǎn)生PWM輸結(jié)構(gòu)框圖如圖1
5、所示。出以及軟件定時的時基。2．1TMS320CS32的主要特點周邊接口單元：提供了方便的I／O控制。(1)CPU：具有32位浮點DSP內(nèi)核運算能力，(5)高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ADC)：采用一片采用增強的哈佛總線結(jié)構(gòu)，具有獨立的數(shù)據(jù)總線和AD676進行A／D轉(zhuǎn)換，AD676片內(nèi)自帶采樣／保持、地址總線，支持并行的程序和操作數(shù)尋址，這種高速分辨率為16位、轉(zhuǎn)換率為100KSPS，其上還帶有自．71．2009年第8期《貴州電力技術(shù)》(總第122期)校準電路，校準時間為43ms，采用時間為75ns。行。整個控制設計包括了硬件設計和軟件兩部分。(6)SP
6、I和SCI：異步串行外部接口(SPI)可用3．2．1DSP微機勵磁控制器的硬件設計于同步數(shù)據(jù)通訊，典型應用包括外部I／O擴展，如顯系統(tǒng)硬件配置主要包括四個部分：輸入通道、輸示驅(qū)動等；SCI口即通用異步收發(fā)器(UART)，用于出通道、主系統(tǒng)、操作及顯示部分。如圖3所示。與PC機等通訊。(7)看門狗(WD)和實時中斷定時器(RTI)：監(jiān)控系統(tǒng)軟件及硬件工作，在CPU系統(tǒng)混亂時產(chǎn)生系統(tǒng)復位。3同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的DSP實現(xiàn)3．1勵磁系統(tǒng)的基本構(gòu)成同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)是一種閉環(huán)控制系統(tǒng)，勵磁控制單元除維持發(fā)電機的端電壓基本恒定外，還需對發(fā)電機的無功功率
7、、功率因數(shù)進行調(diào)節(jié)。一般圖3調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的硬件設計它是由基本控制、輔助控制、限制系統(tǒng)三個部分組(1)輸入通道：采用交流采樣技術(shù)，用電壓互感成。勵磁控制系統(tǒng)總體框架圖如圖2所示。器和電流互感器采集發(fā)電機端A、B、C三相電壓、電流，以及勵磁電流。由于TMS320C32的A／D輸入信號范圍為0～5V，因此必須將互感器輸出的小電流信號首先轉(zhuǎn)換為電壓信號，再經(jīng)放大濾波后進人A／D通道。電壓信號輸入到TMS320C32的AD-CIN2～ADCIN4引腳；電流信號則輸入到TMS320C32的ADCIN10一ADCIN13引腳。(2)主系統(tǒng)：微機勵磁調(diào)節(jié)器是勵磁
8、調(diào)節(jié)的核心。由于采用TMS320C32，不需要系統(tǒng)擴展就能滿足勵磁系統(tǒng)所需的硬件要求。程序可直接固化在片內(nèi)16K閃存(nashmemor
