基于CAN 總線的電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)

　　2.2 各相電流、電壓幅值算法

　　由于56F807 芯片具有以下優(yōu)點(diǎn)： 在一個(gè)指令周期內(nèi)可以完成一次加法和一次乘法， 程序和數(shù)據(jù)空間分開， 可以同時(shí)訪問指令和數(shù)據(jù)、支持流水線操作， 使取址、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊進(jìn)行。另外其主頻極高，可以為在設(shè)計(jì)中采用復(fù)雜、精確的保護(hù)算法提供時(shí)間保證。故求取電流與電壓的幅值均采用付氏濾波算法。先求出付氏正、余弦系數(shù)， 再用平方、開方公式算出幅值。

　　設(shè)輸入電量為：

　　如有離散后一周波內(nèi)連續(xù)N 點(diǎn)采樣值Y1、Y2，Y3,Yn， 則可求出全周傅氏正、余弦函數(shù)如下：

　　式中：N 為一周波采樣點(diǎn)數(shù)，600 Hz 采樣頻率時(shí)，N=12。

　　k=1 時(shí)得到基波的正、余弦系數(shù)為：

　　然后依據(jù)（6） 式計(jì)算出幅值的精確值， 進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠的故障判斷。

　　由（6）式對(duì)幅值的計(jì)算中有兩次平方和一次開方， 計(jì)算量比較大， 所以選用有著強(qiáng)大計(jì)算功能的DSP， 可以不用考慮時(shí)間問題而保證幅值的精確性， 從而保證了保護(hù)的可靠性。

　　2.3 負(fù)序電流算法的選擇

　　負(fù)序電流作為電機(jī)保護(hù)中一種判據(jù)， 在判斷是否有不對(duì)稱故障和不對(duì)稱故障的類型時(shí)， 有著非常重要的作用。由于選用的DSP 有著非常強(qiáng)大的處理數(shù)據(jù)的能力，可以考慮用軟件計(jì)算的方法替代硬件邏輯的方法， 不僅可能減少硬件的連接， 而且能夠提高整個(gè)保護(hù)的可靠性和精確性。

　　由于三相電流XA、XB、XC可以根據(jù)對(duì)稱分量法分解為正序、負(fù)序和零序三個(gè)分量， 而對(duì)稱分量負(fù)序與三相基波相量的關(guān)系為：

　　由于采樣率為每周12 點(diǎn)， 三相電流采樣瞬時(shí)值為XA（k）、XB （k）、XC （k）， 則通過快速負(fù)序算法， 實(shí)際中取瞬時(shí)負(fù)序電流為：

　　由（8） 式可以看出， 負(fù)序電流的瞬時(shí)值于A 相第k點(diǎn)采樣，B 相第k 和第k-4 點(diǎn)采樣值以及C 相的第k-4點(diǎn)采樣值有關(guān)， 利用電流幅值計(jì)算公式就可以精確計(jì)算出負(fù)序電流的幅值。

　　2.4 CAN 通訊模塊

　　在各種現(xiàn)場(chǎng)總線中，CAN 總線不僅具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。而且還具備很多其他總線不具備的特點(diǎn)：

　?。?） 由報(bào)文標(biāo)識(shí)符（11 bit 或者29 bit） 確定的總線訪問優(yōu)先級(jí)；（2） 采用非破壞性總線仲裁技術(shù)， 當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息時(shí)， 優(yōu)先級(jí)較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)退出發(fā)送，優(yōu)先級(jí)較高的節(jié)點(diǎn)可以不受影響；（3）采用的是短幀結(jié)構(gòu)， 傳輸時(shí)間短， 受干擾概率低，具有良好的檢錯(cuò)效果， 而且CAN 的每幀信息都有CRC校驗(yàn)， 保證了極低的數(shù)據(jù)出錯(cuò)率；（4） 在CAN 節(jié)點(diǎn)嚴(yán)重錯(cuò)誤的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能， 以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響；（5）CAN 只需通過報(bào)文濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)。

　　每個(gè)發(fā)送緩沖區(qū)都有14 B 的寄存器結(jié)構(gòu)。這個(gè)寄存器結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)幀的標(biāo)識(shí)符、等待發(fā)送的數(shù)據(jù)、發(fā)送數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度和發(fā)送緩沖優(yōu)先級(jí)寄存器。