非PWM功率單元在完美無(wú)諧波高壓變頻器中的應(yīng)用

　　由仿真結(jié)果可以看出，這種新型非pwm功率單元可以輸出較之普通pwm功率單元更加完美的正弦波形。
　　3.3 非pwm功率單元的實(shí)現(xiàn)方法
　　控制系統(tǒng)中采用數(shù)字信號(hào)處理器dsp。dsp是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器，dsp芯片的內(nèi)部采用程序區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)分開(kāi)的哈佛結(jié)構(gòu)，具有專門的硬件乘法器，廣泛采用流水線操作，提供特殊的dsp指令，可以用來(lái)快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法。系統(tǒng)控制電路中的主控部件采用tms320lf2407dsp芯片，多片dsp協(xié)同作業(yè)，通過(guò)控制器局域網(wǎng)（can）進(jìn)行相互間的通訊聯(lián)系，完成控制參數(shù)的傳遞，從而實(shí)現(xiàn)移相式npwm脈沖的觸發(fā)，并且能夠?qū)Ω鞣N故障中斷做出及時(shí)地處理。
　　以額定輸出電壓為10kv的高壓變頻器為例，整個(gè)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法如下：
　　系統(tǒng)采用的是主從多cpu控制系統(tǒng)?？刂齐娐方M成如圖6所示。

　　假設(shè)實(shí)際主電路的每相為5單元串聯(lián)結(jié)構(gòu)，整個(gè)電路共有15個(gè)功率單元。對(duì)于各相中同一位置的3個(gè)功率單元，采用1片dsp進(jìn)行控制，這樣15個(gè)功率單元可以由5片dsp構(gòu)成5個(gè)對(duì)稱的子系統(tǒng)。再使用1片dsp作為主控芯片，對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行采樣和運(yùn)算以及必要的信息處理。對(duì)于每個(gè)子系統(tǒng)中的三個(gè)功率單元使用相同的載波信號(hào)，正弦調(diào)制波信號(hào)互差120°電角度;每相的5個(gè)功率單元共用1個(gè)正弦調(diào)制波信號(hào)。子系統(tǒng)時(shí)鐘由主控單元給出，通過(guò)光纖傳送，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘一致，不至于發(fā)生漂移。子控芯片根據(jù)給定的步長(zhǎng)參數(shù)可以確定正弦調(diào)制波的頻率，從而可以決定輸出電壓的頻率。子控制系統(tǒng)同時(shí)還要對(duì)功率單元進(jìn)行必要的保護(hù)。由于變頻器系統(tǒng)的保護(hù)信號(hào)比較多，并且保護(hù)方式也不盡相同，在本設(shè)計(jì)中主要考慮的保護(hù)信號(hào)有：過(guò)流、過(guò)壓、欠壓和過(guò)熱。在這4種典型故障情況下，子cpu將封鎖其輸出的全部npwm觸發(fā)信號(hào)，同時(shí)向主cpu發(fā)出必要的信息，使其能夠?qū)Πl(fā)生的情況做出必要的響應(yīng)和處理，并通過(guò)人機(jī)界面顯示出故障情況。主控dsp主要負(fù)責(zé)對(duì)給定信號(hào)以及反饋信號(hào)的采樣、實(shí)時(shí)計(jì)算、v/f查表求值、pi算法控制等等，并且通過(guò)數(shù)據(jù)和地址總線以及串行通訊接口與人機(jī)接口系統(tǒng)相連，從而完成信息的接收和顯示。同時(shí)它還要對(duì)由子系統(tǒng)發(fā)送的信息進(jìn)行分析和處理，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。同時(shí)，主控芯片將對(duì)電機(jī)回路進(jìn)行必要的保護(hù)和處理。這樣可以更加充分地發(fā)揮dsp處理器的強(qiáng)大的運(yùn)算和實(shí)時(shí)處理能力。
　　主控芯片與從控芯片通過(guò)控制器局域網(wǎng)（can）相互連接。從而完成相互之間的一些必要的信息和數(shù)據(jù)的傳送。在本系統(tǒng)中涉及到的需要傳送的信息和數(shù)據(jù)主要有：調(diào)制頻率信號(hào)、調(diào)制深度系數(shù)、比較輸出控制字、保護(hù)中斷信息以及初始化設(shè)定值信息等等。
　　采用這種控制電路，既保證了系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)和穩(wěn)定運(yùn)行，又有效地節(jié)約了設(shè)備成本，并且具有較強(qiáng)的功能擴(kuò)展和升級(jí)能力。
4 結(jié)束語(yǔ)
　　與傳統(tǒng)的高壓變頻器pwm功率單元相比，非pwm功率單元在輸入、輸出波形和控制性能等方面有了進(jìn)一步的完善，在抗電網(wǎng)污染和抗電磁干擾方面更較之pwm功率單元更勝一籌，具有較高的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。