您现在的位置: 范文先生网 >> 理工论文 >> 电子通信论文 >> 正文

DSP和FPGA构成的3/3相双绕组感应发电机励磁控制系统

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍了针对3/3相双绕组感应发电机设计的励磁系统,该系统由DSP和FPGA构成。给出了控制系统的接口电路和实验结果。

    关键词:DSP FPGA 3/3相双绕组感应发电机

1 系统简介

3/3相双绕组感应发电机带有两个绕组:励磁补偿绕组和功率绕组,如图1所示。励磁补偿绕组上接一个电力电子变换装置,用来提供感应发电机需要的无功功率,使功率绕组上输出一个稳定的直流电压。
(范文先生网www.fwsir.com收集整理)
    图1中各参数的含义如下:

isa,isb,isc——补偿绕组中的励磁电流;

usa,usb,usc——补偿绕组相电压;

ipa,ipb,ipc——功率绕组电流;

upa,upb,upc——功率绕组相电压;

udc——二极管整流桥直流侧输出电压;

uc——变流器直流侧电容电压。

电力电子变换装置由功率器件及其驱动电路和控制电路两部分组成。功率器件选用三菱公司的智能功率模块(IPM)PM75CSA120(75A/1200V),驱动电路使用光耦HCPL4502。控制电路由DSP+FPGA构成。

图2 控制电路的接口电路

2 EPM7128与TMS320C32同外设之间的接口电路

图2所示为控制电路的接口电路。控制电路使用的DSP是TMS320C32,它是TI公司生产的第三代高性能的CMOS 32位数字信号处理器,其凭借强大的指令系统、高速数据处理能力及创新的结构,已经成为理想的工业控制用DSP器件。其主要特点是:单周期指令执行时间为50ns,具有每秒可执行2200万条指令、进行4000万次浮点运算的能力;提供了一个增强的外部存储器配置接口,具备更加灵活的存储器管理与数据处理方式。控制电路使用的FPGA器件为ALTERA公司的EPM7128,它属于高密度、高性能的CMOS EPLD器件,与ALTERA公司的MAXPLUS II开发系统软件配合,可以100%地模仿高密度的集成有各种逻辑函数和多种可编程逻辑的TTL器件。采用类似器件作为DSP的专用外围集成电路ASIC更为经济灵活,可以进一步降低控制系统的成本。

电压检测使用三相变压器,电流检测使用HL电流传感器。电平转换电路用来将检测到的信号转换为0~5V的电平。A/D转换器选用ADS7862。保护电路使用电压比较器311得到过压/过流故障信号。

DSP完成以下四项工作:数据的采集和处理、控制算法的完成、PWM脉冲值的计算和保护中断的处理。

FPGA完成以下三项工作:管理DSP和各种外部设备的接口;脉冲的输出和死区的产生;保护信号的处理。

图3 FPGA与A/D转换器和DSP之间的接口

3 使用FPGA实现DSP和ADS7862之间的高速接口

ADS7862是TI公司专为电机和电力系统控制而设计的A/D转换器。它的主要特点是:4个全差分输入接口,可分成两组,两个通道可同时转换;12bits并行输出;每通道的转换速率为500kHz。控制方法为:由A0线的值决定哪两个通道转换;由Convst线上的脉宽大于250ns的低电平脉冲启动转换;由CS和RD线的低电平控制数据的读出,连续两次读信号可以得到两个通道的数据。

系统中使用了两片ADS7862,它们的控制线使用同样的接口,数据线则分别和DSP的高/低16位数据线中的低12位相连接。这样DSP可以同时控制两片A/D转换器:4通道同时转换;每次读操作可以得到两路数据。

如图3所示,将A/D转换器的控制信号映射为DSP的三个外部端口:A0、ADCS(和ADRD使用一个端口)和CONVST。在FPGA中使用逻辑译码器对端口译码。利用AHDL语言编写的译码程序如下:

TABLE

[1] [2] 下一页

下页更精彩:1 2 3 4 下一页