現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在并聯(lián)逆變電源系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

CAN總線收發(fā)器選用Microchip公司的MCP2551，MCP2551是一個(gè)可容錯(cuò)的高速CAN器件，可作為CAN協(xié)議控制器和物理總線接口。MCP2551可為CAN協(xié)議控制器提供差分收發(fā)能力，它完全符合ISO-11898標(biāo)準(zhǔn)，包括能滿足24 V電壓要求。它的工作速率高達(dá)1 Mb／s。RS引腳可選擇3種操作模式：高速、斜率控制、待機(jī)。在本系統(tǒng)中為了通過(guò)限制CANH和CANL的上升下降時(shí)間來(lái)進(jìn)一步減少EMI，選用斜率控制模式。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)圖如圖2所示。

MCP2551引腳圖如圖3所示。

為了增強(qiáng)CAN總線節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力，MCP2551與DSP 2407A的CAN控制器之間加一個(gè)光耦隔離6N137，這樣可以很好地實(shí)現(xiàn)CAN總線節(jié)點(diǎn)間的電氣隔離。

3.2 軟件設(shè)計(jì)

CAN節(jié)點(diǎn)通信的功能是將本節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息通過(guò)CAN總線以廣播形式傳給網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)，并且接受其他節(jié)點(diǎn)傳來(lái)的信息。因此軟件的設(shè)計(jì)可以分為3部分：系統(tǒng)的初始化、信息的定時(shí)發(fā)送和中斷接收。主程序在完成初始化后打開中斷，在TMS32LF2407A的數(shù)據(jù)采集中斷服務(wù)中對(duì)模塊的輸出電流進(jìn)行采樣，在一個(gè)工頻周期結(jié)束后，計(jì)算逆變器的輸出電流值和對(duì)各模塊進(jìn)行編號(hào)，通過(guò)定時(shí)發(fā)送程序，每隔2 ms就向CAN總線上發(fā)送1次，按照既定的均流算法，進(jìn)入下個(gè)循環(huán)周期。在中斷接收程序中，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)到接收緩沖區(qū)，供主程序使用。

4 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在Matlab 6.5軟件平臺(tái)上對(duì)上述方案進(jìn)行仿真。仿真參數(shù)如下：輸入電壓為DC48 V，輸入電流為14 A(220 VDC，3 kVA)，單臺(tái)輸出電流為14 A，輸出頻率為50 Hz。逆變器采用電壓電流雙閉環(huán)控制，L=2.7 mH，C=4.5 μF，并機(jī)數(shù)量為2臺(tái)。其中電流環(huán)采用P調(diào)節(jié)，電壓環(huán)采用P1調(diào)節(jié)，設(shè)定P=5。仿真算法采用變步長(zhǎng)的ode23tb，仿真時(shí)間為0.05 s，采樣時(shí)間為0.002 s。仿真結(jié)果如圖4、圖5所示。

由圖4可看出，將CAN現(xiàn)場(chǎng)總線引入本系統(tǒng)中，可達(dá)到較好的均流效果。在圖5中，當(dāng)實(shí)現(xiàn)并機(jī)時(shí)，兩臺(tái)逆變器輸出電流分別為6.8 A，6.9 A，可以很好地實(shí)現(xiàn)分擔(dān)負(fù)載的任務(wù)。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文將現(xiàn)場(chǎng)CAN總線引用到并聯(lián)逆變電源系統(tǒng)中，較好地解決了并聯(lián)逆變電源普遍存在的環(huán)流問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性。同時(shí)真正實(shí)現(xiàn)(N+X)并聯(lián)冗余，可以在不斷開負(fù)載的情況下通過(guò)熱插拔增加或減少并機(jī)模塊，利用CAN總線的特點(diǎn)，使得整個(gè)系統(tǒng)不受影響。