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1、S双馈 发电o f t w a r，、e e r a t i o n sy S f e 一 控制技术 I n D。u b f y f e d Wi n d P。we r Ge n 变 流 技 术 电 气自 动 化 2 0 1 0 年 第3 2 卷第1 期 按照正弦规律变化并和这个正弦波等效 的 P WM波形。根据 S P WM 控制的基本原理，在正弦波和三角波的 自然交点时刻控制功率开关 器件的通断，这种方法称为自然采样法。但是这种方法要求求解复 杂的超越方程，D S P计算时耗费大量的时间。因此本文采用的是工 程上应用较广 的规则采样法，其效果接近 自然采样法同时计算量 也小得多。如图 2
2、所 示，根据三角形等效原理可得：6 2 4 U R s i n(t o t )十 Tc Uc 4 t。=(1+Ms i n(t o t )(2)为 三角载波 的幅值；T c 为载波 比；U a s i n(t o t。)为正弦调制 信号；M是调制 比(0 1)，M=；为调制波角频率。A，B，C三相对 称，因此以 A相为例，在一个正弦周期 内采样 N点，则第 i 个窄脉冲的 占空 比 q 为：丁 1(1+M s i n()(3)为了消除偶次谐波，选择从 A相3 4 周期进行采样。并在变频时 使载波和信号波保持 同步。为 了方便计算，本文 中 N=1 0 0，即在每 个调制波周期内取样1 0 0
3、次。A，B，C三相 占空比数学表达式如下：=(in()(4)1(1 in()+等)(5)q c=(+M sin()+)(6)3 2 DS P算法实现 T MS 3 2 0 F 2 8 1 2上有 E V A和 E V B两个事件管理器，它们是数 字电机控制应 用所 使用的主要外设。每个 E v都有 2个通用定 时 器，三个全 比较单元，死 区单元及输出逻辑。每个事件管理器可以 产生六路上下互补并带死区的脉冲波形。I 系统控制寄存器初始化 禁止全局中断 I 事件管理器初始化；I 使能 T1 下溢中断 f启动定时器，开始计数】下溢中断?厂-Y J j 下溢中断子程序 1 I 囤 3主程序流程图 本
4、文 利用 的是 E V A模 块，定 时器 T 1 选 择 连 续 增 减 模 式，这种 模式 下，除 了第 一个 计数 周期外，定 时 器 计 数 周 期 都 是 2 X(T 1 P R)个 定时器 输入 时钟周 期。计数 寄存器(T 1 C N T)中的 数值 变化 轨迹是 等腰 三角 形，相当于 产生 一系 列 的等腰三 角形 载波，当 比较寄存 器(T 1 C MP)中的值与计 数 寄 存 器 的 值 相 等 时，对 应 的外 部 引脚(P WM x X=1 2 3 4，5，6)就会发 生电平 翻转，从 而输 出一系列 的等高方波。由于变流 器 的上下被控桥臂不能 同时导通，否则会 由
5、于短路而击 穿。因此 需要一对不重叠 的 P WM输 出正确地开启和关断。在 P WM控制信 号中增加死 区，使一 侧开关 闭合与另一侧开关断开有一定的延时，C 2 8 x信号处 理器提供 了死 区控制 的硬件支持，不需要 C P U的干 预，可 以 根 据 系 统 的 具 体 要 求 通 过 可 编 程 死 区 控 制 单 元(D B T C O N A)来调整死 区时间的大小。三相 电压控制量，u j的改变影 响正弦波形的相位、幅值 和频率。相位的调节本文是以 A相载波的初始相位为参 考，B，c 依次顺延 1 2 0。；而幅值的变化主要是 通过改变调制 比 M 的值，从 图 4中断子程序流
6、程图：De sk 口 珊 姗 m 悯 j!业 LL 心 删 岫 1 r I I SB 删 蕾 l 姻 “Hi 2t)CH2=2U CH1 20 C H2=：2 U(a)S P w M 波 形(b)死区设置 图 5 n=0 8：f=5 0 HZ时 的 波 形 而 改 变正 弦 波与 载波 的 交 点，使 脉冲宽度 发生变化，从 而改变 电源 电压 的大小；频 率 的改 变是 通 过改 变 载 波周期(l P 尺)的值实 现 的，如下式：=(7)s s c l k T IP R=去(8)：Dest I nat ：1 I nl fl _。l壮 l 】_ ：一 (H l =图=6；=时的波形(下转 第
7、 5 3页)网络 通 信 与控 制 电 气自 动 化 2 o i 0 年 第3 2 卷第1 期 Ne t wo r k C omm u nic a t ion&Co n t r o l 件分割成一个个独立的模块，单独加 以实现，最后通过 A P I 接 口把 模块组装起来。网络协调器软件框图如图 5 所 示：本设计把软件分为三层：硬件层、系统 服务 层和应用 层。硬件 层实现对硬件的驱动，定义了硬件的寄存器映射，简化系统平台移 植。系统服务层建立在 L i n u 实时操作系统上，包 括实时内核、通 信服务等部分，在这 个层次 中除 了实现操作 系统如任务调度、时间 管理、消息队列和信号量等内
8、核 服务 外，还将完成 Z i g B e e 协议层 的实现。应用层建立在以上几层 结构之上，由用户根据具体应用 的需要定义不同的任务，利用系统服务层提供 的接 口，实现网络的 管理和数据传输等任务。本系统软件平台的构建在考虑具备通用功能的同时，着重考 虑 了系统 的可移植性 和可升级 性。软件选用 L i n u x嵌入式实时操 作系统，主要用 于建立和管理各个模块的任务，完成 多任务之 问的 调度和 同步，并为硬件 驱动 和系统 服务程 序提供服务。它能够更 合理、有效地利用 C P U的资 源，简化应用软件 的设计，并 为系统各 模块软件设计提供一个可靠性高，实时性好，具 备 良好可扩
9、展性 和 可移植性的平台。5结语 本 系统 目前仍是个实验装 置，许多问题仍在探讨之 中，系统 将得到不断优化、完善和进一 步实验，有望给 出更好 的性能，并可 以实现产业化。参考文献 f 1 李福 进 一种低功耗海水淡化 装置：中国 2 0 0 8 2 0 0 7 6 2 9 3 1 P 2 0 0 8 1 2一 l O 2 S a ms u n g C o r p o r a t i o n$3 C 2 4 4 0 A Mi c r o P r o c e s s o r U s e r S Ma n u a 1 W W W s a I 应用程序 j【l z i g B e e 协议栈 j
10、【l L i n u x 操作系统 驱 动 程 序 回团回回回回 n n n H n n l 硬 件 图 5 网络协调器软件框图 ms u n g c o rn 2 0 0 4(7)3】S A MS U N G E l e c t r o n i c s C O ，L T D K 9 f 1 2 0 8 D a t a s h e e t W W W s a m s u n g e o r l t 2 0 01 4 慕春棣 嵌入式系统的构建 M】北京：清华大学 出版社，2 0 0 4：2 8 【作者简介】李福进(1 9 5 7一)，男，教授，博士，硕士 生导 师，主要研 究方向 为控 制理论
11、与控 制 工程、传 感技 术 与智 能仪 器、高等教 育 管理；熊 伟(1 9 8 0一)，男，硕士，主要从 事电子技 术、信息技术、自动控制、检 测与控 制技 术及 智能装置方面的研 究。(上接第3 7 页)卜 调制波的周期。一系统工作频率，经锁相环控制 寄存器(P L L C R)5 倍频 及高速外设时钟寄存器(H S P C L K)2 分频的设 置，确定系统工作时钟频率：7 5 M。3 3程 序编 写 综上 S P WM产生原理 及其算法分 析，具体编程思想及部分源 程序代码如下。程序主要 由主程序 和定时器 下溢 中断子程序组成。主程序是 个无限循环结 构，主程序 的主要工作是系统
12、的初始化，循环结构 之前的语 句只运行一遍。系统流程 图及 主程序如下：l n i t S y s C t r l()；初始 化 DS P内核寄存器 DI NT；I ER：0 x 0 00 0；I F R：0 x 0 0 0 0；E A I I O W；允许更改保护的寄存器 G p i o Mu x R e g s G P A MU X a l l=0 x 0 0 F F：E VA P WM 1 6引脚 EDI S；I n i t P i e C t r l()；初始化 P I E控制 寄存器 l n i t P i e V e c t T a b l e()；初始化 P I E矢量表 E A
13、I L OW：P i e Ve c t Ta b l e TI U EI NT=&e v a_T1 UFI NT 3S R；E D1 S；I ERl=M_I N T 2；开中断2 P i e C t r 1 P I E I E R 2 b i t I N T x 6=1；开下益 中断 l n i t E ()；E V A寄存器的初始化 wh i l ef n=NXl q=(n+0 7 5)；为消除偶次偕波，减少谐波角度 出发，选择 从 q=q2 P I；A相3 4 周期进 行采样 q=1 0 0；_ _s i n(q)：1：E v a R e g s T I P R(1+Mi)；计算 占空 比
14、表达式 a n】=E v a R e g s T 1 P Rl 2；n：n+1：E v a R e g s T 1 C O N a l J=E v a R e g s T 1 C O N a l l 1 0 x 0 0 4 0；启动定时器1 f o r(；)；中断 子程序 中主要是 根据所采 集 到的外部 信号进 行实 时计 算，通过实时判断 比较，更新 T 1 P R，T 1 C MP R和 M 的值，其流程图 如下所示：4实验结果 图 5(a)是从 T MS 3 2 0 F 2 8 1 2的 A组 电机 控制驱动接 口 P WM1，2测到的占空比实时变化 的波形，此时调制比为 0 8，载波
15、频率为 5 k H z，调制 波频率为 5 0 H z。变流器上下桥臂的死区设 置在 图 5(b)中清晰可见，本例中的死区时间为 6 8 1x s。图 6是调制比变 为 0 6，载波频率 为 3 k H z，调制波频率 为 3 0 Hz 时测得 的波形。5 结束 语 本文通过改变 调制 比和定时器时钟周期的值实现了变频调幅 的 目的。把此驱动信号加在 自制 3 k W变 流器裸板上，进行 了异步电 机的变频调速试验，效果 良好。证明了该方法 的可行性，为双馈风力 发电系统变流器的控制提供 了切实有效的解决方案和指导思想。参考文献 I J 叶杭冶 风力发 电机组 的控制技术 M】北京：北京工业
16、出版社，2 0 0 2 【2 苏奎 峰 T MS 3 2 0 X 2 8 l x D S P原理及 C程序 开发【M北京：北京 航空航 天大学 出版社，2 0 0 8 3】王兆安 电力电子技术 M 北京：机械工业 出版社，2 0 0 3 作者简 介】赵天 明(1 9 8 3一)，男，硕士研 究生，研 究方向电力 电子 传动与 控 制 系统；杨文焕(1 9 5 4一)，男，教授，研 究 方向 为 电力传 动及 自动 化、智能控 制 系统；怡 勇(1 9 8 4一)，男，硕 士研 究生，研 究方向为 电 机及制 造工 艺的计算机辅 助设计；李铁栓(1 9 8 4一)，男，硕 士研 究生，研 究方向为电气系统 的控制理论与控制方 法。E le c t r ic a I Au t o ma t i o n l 5 3