基于DSP和CPLD的谐波检测系统设计.pdf

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1、2012年第3期煤矿机电基于DSP和CPLD的谐波检测系统设计姬雪峰，汪玉凤，牛迎丽。，葛爱丽(I．神华宝日希勒能源有限公司，内蒙古宝日希勒021025；2．辽宁工程技术大学，辽宁葫芦岛125105)摘要：为实时检测谐波，提高检测精度，以TMS320F2812芯片为控制系统，又增加了可编程逻辑器件(CPLD)，设计了一种谐波检测系统。详细介绍了硬件各模块的功能特点和软件各模块具体实现流程图。该系统经测试表明，可有效验证谐波检测与控制算法的正确性，并即将投入实际运行。关键词：DSP控制器；CPLD可编程逻辑器件；谐波检测中图分类号：TM732文献标识码：A文章编号：1001—0874(2012

2、)03—0001—05DesignofHarmonicDetectionBasedonDSPandCPLDJ／Xue-reng，WANG-feng，Ⅳ，--li-，GEAi—li(1．ShenhuaBorishelyEnergyCo．，Ltd．，Borishely021025，China；2．LiaoningTechnicalUniversity，Huludao125105，China)Abstract：Inordertodetectharmonicrealtimeandimprovetestaccuracy，takechipTMS320F2812asthecontrolsystemanda

3、ddCPLD(ProgrammableLogicalDevice)，theharmonictestsystemisdesigned．Thefunctionfeaturesofhardware’Seachmoduleandsoftware’Sflowchartareintroducedindetail．Thetestresultsshowthatthesystemcandetectharmoniccorrectly．Itwillbeputintooperation．Keywords：DSP(DigitalSignalProcessor)；CPLD(ComplexProgrammableLogi

4、calDevice)；harmonicdetec—ton谐波电源1谐波检测系统霍尔电流传感器1．1系统功能电路结构图如图1所示，系统经过三相霍尔传感器检测谐波电流，谐波电流信号经过MAX125三相信号A／D调理采集，DSP2812系统读取A／D采集的三相电流信号，经过软件瞬时无功功率算法提取谐波指令电流信号，系统根据指令信号和反馈输出的注入电流信号，经复合控制原理产生IGBT的PWM驱动信号，驱动三相全桥IGBT输出补偿的谐MAX128DSP2812+CPLD三相A／D波电流。系统板信号调理板1．2核心电路设计谐波电流检测由图2可知，TMS320F2812芯片的外部接口(XINTF)，地址总

5、线和数据总线将CPLD的访问地负载址映射到存储器地址0x002000和zone0空间，图1电路结构图TMS320F2812芯片通过相应的寄存器操作，便可方·2·煤矿机电2012年第3期便地访问CPLD可编程逻辑器件的端口。例如，可2三相谐波电流采样硬件设计通过CPLD程序设置，只要通过在相应的MAX125进行操作时序，便可在0X002001读到谐波电流的2．1同步采样均匀细分电路A／D数值。在实际电网中，由于受大负荷扰动的影响，电压和电流的频率并不是固定不变的。它在工频上有一定范围的波动，需要对一个周期内的电力参数信号进行间隔的整数倍采样，即整周期采样，以不影响谐波分析结果的精度。如图3所示

6、，主要采用数字集成锁相技术，可实现交流电压频率的实时跟踪与256倍频的均匀细分，满足电力参数的整周期采样需要图2DSP+CPLD电路核心设计图3同步采样均匀细分电路2．2电流信号调理电路A／D采样电路工作在±5V状态，故需要对信号进TBC—DS系列霍尔电流传感器的信号是在2．5行平移，即将输入信号减去2．5V的基准信号，见图V电平上波动的交流正电平信号，而后级MAX1254。图4电流信号调理电路2012年第3期煤矿机电·3·23456789O123456789缓冲功能，DSP可以方便地读取。MAX125采用双2．3A／D采样电路丽一一‰一‰一。孚1一一‰一‰一极性供电，输入电压范围为±5V，

7、转换器的最高输A／D采样电路见图5，它的核心是MAX125。MAX125是美信公司8通道高速l4位模／数转换入过电压高达-4．17V，而且某个通道的损坏不会影器，它内设采样／保持器(T／H)，且其转换数据具有响整个电路的正常工作。U8U81lCH2BAGNDCH2BAGNDR76ENUB2V2CH2ACH3BCH2ACH3BR77RD34UB／3CHlBCH3ACHlBCH3AUA4U4CHlACH4BCH1