【《并网逆变系统总体设计案例》3200字】

并网逆变系统总体设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u30142并网逆变系统总体设计案例 189141.1并网逆变器总体结构设计及参数指标 1137191.2并网逆变系统主电路参数分析 2114471.3控制系统的硬件设计 31891.3.1DSP及其基本外围电路 4167461.3.2DSP电源电路和复位电路 5200531.3.3JTAG仿真电路 5274411.3.4外部扩展RAM电路 7308401.3.5A/D采样电路 8227831.3.6D/A转换电路 8通过正确选择每个主电路的参数并正确设计控制电路，这将有助于确保整个系统的稳定可靠运行。首先，建立了并网逆变器的总体框架，并根据整个逆变器系统中每个模块组件的组成和所有预期的技术标准，建立了最重要的集成电路之间的连接和参数。然后，基于其控制概念，确定了以TMS320F2812芯片为DSP主要核心部分的组件，并从硬件，电路和软件两个方面对控制系统进行了专门的研究和设计。1.1并网逆变器总体结构设计及参数指标并网型智能逆变器系统的整体硬件结构设计如下框图4-1所示，该框图由两个部分组成，即系统的主控制电路和驱动控制电路。在主桥集成三相电路中，直流侧的调压电容器可以直接起到稳定直流侧有功电压的主要作用。三相全电侧桥集成电路可以直接从DC逆变换到变成AC的整个功率转换链路，从而完整地构成整个功率系统。同时，交流侧滤波电感器还可以执行交流滤波的主要功能，从而提高了系统接入电网后系统电源转换的质量。在该控制板的设计草案中，将具有TMS320F2812芯片组的DSP控制系统确定为控制核心。这种类型的核心芯片具有全面的计算机动态运行和处理性能，足以实现实时状态检测和数据处理的极高性能，并有助于操作系统保持稳定和正常运行。同时，由于该系列芯片具有强大的输出功率和超高效率，因此可以大大简化集成电路的设计。控制电路的硬件和应用软件的总体设计主要包括以下几部分：DSP的控制电源和软件复位控制电路，可以为用在DSP上的系统用户提供一定的系统电源复位支持以及一定的电源复位控制信号；JTAG系统仿真模拟电路，是介于DSP和系统仿真器之间的一个模拟接口仿真电路，主要可以应用于进行编译软件程序的控制调试和软件烧录；外部还有可编程扩展的RAM仿真芯片，能够更加方便地直接进行系统的控制仿真和软件调试；A/D转换电路，可以将采集的模拟信号转化成数字信号的形式送给D/A；D/A的转换控制电路，使得在逆变调制的运行过程中能安全可靠地实时检测获取到PID的调节等相关数据；控制电路图在软件设计方面的系统设计主要包括有两个部分内容：一个就是控制主程序、中断器和伺服子程序设计和如何产生一个PWM的滤波。电压型并网逆变器eaLC逆变器驱动电路Vdc直流电压采样电路外部扩展RAM电路D/A转换电路JTAG仿真电路电源电路及复位电路DSPTMS320F2812A/D电压型并网逆变器eaLC逆变器驱动电路Vdc直流电压采样电路外部扩展RAM电路D/A转换电路JTAG仿真电路电源电路及复位电路DSPTMS320F2812A/D电路检测电路电压信号电压信号iaibic电网图4-1并网逆变系统总体结构并网逆变器系统的主要目标之一是保持具有可靠的输出频率和相位，以维持与风力发电网的电压相匹配的稳定和稳定的电流波形，从而促进风力涡轮机产生的电能和电能。根据单元的功率因数，将其直接传输到风力电网，以实现高质量的电网连接。因此，有必要适当地选择所有主控制电路的各种参数并对电路进行控制，以进行最终的优化设计。各个参数如下：装机容量：12KVA直流输入电压：800V仅进行有功传输时系统的功率因数不低于0.96在需要时系统也能运行在提供无功支撑的状态系统产生的谐波电流总畸变率：THD<3%1.2并网逆变系统主电路参数分析主电路参数选择是否正确，将影响整个逆变器系统的稳定性和效率。由于将电压源转换器的整流连接与逆变器连接进行了比较，因此可以保证主控制电路的各种参数。在整流状态下，我们选择电路的直流侧电容器和交流侧。可以分析和确定电感的各种参数。在逆变器系统中进行电容和参数的正确选择也是非常重要的，对于系统的许多应用都有着重要的意义。负载扰动终端从一个高压空载直流状态扰动转移连接到一个直流满载扰动状态之间的直流扰动动态变化，分析了在这一扰动系统中的运行处理过程中三相交流VSR直流输出电压的动态变化。由于三相负载的驱动电流已经开始呈现出一种较为阶跃性电压上升的扰动趋势，负载的电流扰动必然也可能会对三相的VSR直流器的电压下降产生一种较为动态性的电压下降。如果用两个三相中的PI电压调节器对三相中的VSR直流突变电压的饱和值分别进行了逐步调节，那么三相中的PI电压调节器在此时的情况下将无法使其电压呈现一种非常饱和的突变状态，因此对于三相中的VSR直流突变电流的值无法对其进行任何突变，只能以逐步的或渐变的函数形式计算得到突变电流的一个最高点值即Idm，如下表图4-2所示。。AIdm0TiAIdm0Tit图4-2VSR直流电流响应曲线对于问题图4-2进行了实例分析，如果将等效电流传递回路状态视为时间常数约为4的一阶高速惯性运动连杆的等效电流状态，则得出该电流传递函数的实际形式我们可以用下列两个方程式来表示： Wci(s)=为了方便我们的研究，以0A表示的垂直线段曲线来进行近似，用它代替了原有的指数响应曲线。假如在这个场景中的电流是随着直线段而不断地0A增加，那么当它经过一个等效电流循环的时间常数R，电流便就会逐渐增加至Idm。但是，此时实际电流只能上升至0.6327Idm。 id(t)≈ is=由图4-3可知：Zo=js+jc,结合公式ic=Cduc/dt可知 Δuc结合数据可知C=4mFicisi0-+icisi0-+图4-3逆变器直流回路电容的等效电路1.3控制系统的硬件设计在开发该产品时，我们选择了TMS320F2812DSP，它具有出色的数据处理能力，复杂的控制算法处理，高效的数据采集等功能，快速和先进的通讯以及高寻址速度等。稳定的32位固态功能地址DSP芯片，其最高工作时钟频率值约为150MHz，可实现快速数据处理功能，该芯片上内置的FLASH存储器可具有8KB*16字节的大容量，可高速操作并达到高速超级强大由于容量大，DSP产品具有易于控制的数据处理功能。1.3.1DSP及其基本外围电路图4-4DSP及其基本外围电路TMS320F2812DSP内核均使用1.8V直流电源作为直流电源，而I/O电源连接器均使用3.3V直流电源作为直流电源。电源连接分为各种模拟信号电源和各种数字信号电源。正极和电源接地分别连接到几个用于信号输入的引脚。时钟和锁相晶体振荡器电路可以使用30MHz有源晶体振荡器，而DSP中的两个倍频晶体振荡器设备可以同时为其提供150MHz锁相时钟。DSP系列芯片及其基本外围软件集成电路的基本结构如图4-4所示。1.3.2DSP电源电路和复位电路图4-5DSP电源电路及复位电路DSP型电源控制电路芯片是一种使用美国TI公司TPS73HD318型的专门电路设计方案用于一个电源电路控制器上的芯片。转换器可以作为它在DSP系统内核的一个高级模拟小型数字回路电源，1.8V经小型数字电感（磁珠）输出隔离后电压转换器可以作为它在DSP系统内核的一个小型模拟数字电源；引脚17、18输出3.3V的模拟电压电流可以直接作为它在DSP的一个I/O端口中的一个小型数字模拟电源，3.3V经小型数字电感（磁珠）输出隔离后电压可以直接作为它的I/O端口中的一个模拟数字电源。为了有效防止对两个DSP不同芯片各一个不同方向的高频电源干扰，两种相同频率电压下的一个数码高频电源与一个新的数码电源地之间分别连接着一带有大量O.luF的数码电容，并且从某种物理上或者位置上将其频率分布延伸到整个DSP四周。1.3.3JTAG仿真电路图4-6JTAG仿真电路JTAG接口仿真集成电路软件作为构成DSP和仿真器的一个重要接口集成电路，主要功能应用于电路进行仿真程序的自动调试和数据烧录，电路相互连接电路结构如本框图4-6所示。

1.3.4外部扩展RAM电路图4-7外部扩展RAM电路在程序调试过程中，必须随时更改程序。为了简化系统仿真和调试，集成的IS61LV6416LRAM芯片JS61EV6416L的一部分在控制电路中进行了外部扩展，该电路是通过外部DSP接口XINTF-Area6和DSPExchange数据进行的16位64字节静态存储器。地址总线IS61LV6416L，数据总线和控制总线直接连接到相应的DSP，总线见图4-7。

1.3.5A/D采样电路图4-8A/D采样电路如图4-8所示，在本设计中，A/D信号采集电路主要选择两个ADS8364芯片。该芯片使用16位A/D转换芯片，可以实现相同的功能逐步从6个信号通道收集数据。每个信号通道都有一个数据保持器，可以同时保证6个信号通道之间的数据转换。1.3.6D/A转换电路如果直接经由