基于DSP的同步发电机励磁控制装置的研究

《基于DSP的同步发电机励磁控制装置的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2009年第8期《贵州电力技术》(总第122期)基于DSP的同步发电机励磁控制装置的研究广西电力工业勘察设计研究院张宗华[530023]广西水利水电职业学校左江林[530023]摘要本文介绍了一种利用浮点DSP完成励磁系统的控制方法，并给出了该芯片在实际应用中的硬件接口方案和软件流程图。关键词TMS320C32无刷交流同步发电机浮点DSP运算能力使那些非线性控制、卡尔曼滤波和状态控1引言制等技术得以实现。它在源代码和目标代码上与励磁系统是发电机重要组成部分，它包括输出TMS320C2X系列、MS320C5X系列兼容，具有很好励磁电流的功率单元和励

2、磁调节器两个部分，其性的可移植性。能的优劣对整个电力系统的运行性能有着重要的影响。早期的励磁控制器为震动型和变阻器型，它们都具有机械部件，称为机电型励磁控制器。由于其非连续调节，响应慢，有死区，现早已被淘汰。随着大规模集成电路技术及计算机技术的发展，采用微处理器作为硬件控制核心的微机励磁控制器将成为今后励磁控制器的发展方向。随着励磁控制法的不断改进与发展，对微机励磁控制器的运算速度提出更高的要求，本文基于这种要求，提出以DSP(数字信号处理器)作为控制核心，研究了基于DSP的同步发电机励磁控制器的研究。用微型计算机对同步发电机励磁调节器进行设计。

3、图1TMS320C32的结构和功能框图(2)增强型外部存储器：可以访问多达16M字2TMS320C32的结构与特点的地址空间，三个独立的片选线和独立可编程等待美国TI公司的TMS320家族包括定点、浮点、状态，支持8／16／32位外部数据访问和16／32位的多处理器的DSP和定点DSP控制器。TMS320DSP外部程序运行，使TMS320C32与大容量的存储器和有一个专门为实时信号处理设计的结构。高分辨率的液晶显示器接口变得简单。TMS320C32有这种实时处理的能力，它是典型的32(3)比较单元与CMP／PWM输出：共有3个16一bit浮点DS

4、P，采用高性能静态CMOS制造技术，位全比较单元和3个16位简单比较单元。每个全具有最高可达40MFLOPS和2020MMIPS的执行速比较单元可输出2路带可编程死区的CMP／PWM的度。几乎所有的指令都可以在一个50ns的单周期信号。通过设置不同工作方式，可选择输出非对称内执行完毕。这种高性能使复杂控制算法的实时执PWM波、对称PWM波或空间矢量PWM波。行成为可能。另外，C32片内集成了为励磁控制应(4)通用定时器：共有3个16位通用定时器，用提供单片机解决方案所必须的外围设备，其功能可用于产生采样周期，作为比较单元产生PWM输结构框图如图1

5、所示。出以及软件定时的时基。2．1TMS320CS32的主要特点周边接口单元：提供了方便的I／O控制。(1)CPU：具有32位浮点DSP内核运算能力，(5)高性能模数转换模块(ADC)：采用一片采用增强的哈佛总线结构，具有独立的数据总线和AD676进行A／D转换，AD676片内自带采样／保持、地址总线，支持并行的程序和操作数寻址，这种高速分辨率为16位、转换率为100KSPS，其上还带有自．71．2009年第8期《贵州电力技术》(总第122期)校准电路，校准时间为43ms，采用时间为75ns。行。整个控制设计包括了硬件设计和软件两部分。(6)SP

6、I和SCI：异步串行外部接口(SPI)可用3．2．1DSP微机励磁控制器的硬件设计于同步数据通讯，典型应用包括外部I／O扩展，如显系统硬件配置主要包括四个部分：输入通道、输示驱动等；SCI口即通用异步收发器(UART)，用于出通道、主系统、操作及显示部分。如图3所示。与PC机等通讯。(7)看门狗(WD)和实时中断定时器(RTI)：监控系统软件及硬件工作，在CPU系统混乱时产生系统复位。3同步发电机励磁控制系统的DSP实现3．1励磁系统的基本构成同步发电机励磁系统是一种闭环控制系统，励磁控制单元除维持发电机的端电压基本恒定外，还需对发电机的无功功率

7、、功率因数进行调节。一般图3调节控制系统的硬件设计它是由基本控制、辅助控制、限制系统三个部分组(1)输入通道：采用交流采样技术，用电压互感成。励磁控制系统总体框架图如图2所示。器和电流互感器采集发电机端A、B、C三相电压、电流，以及励磁电流。由于TMS320C32的A／D输入信号范围为0～5V，因此必须将互感器输出的小电流信号首先转换为电压信号，再经放大滤波后进人A／D通道。电压信号输入到TMS320C32的AD-CIN2～ADCIN4引脚；电流信号则输入到TMS320C32的ADCIN10一ADCIN13引脚。(2)主系统：微机励磁调节器是励磁

8、调节的核心。由于采用TMS320C32，不需要系统扩展就能满足励磁系统所需的硬件要求。程序可直接固化在片内16K闪存(nashmemor