基于CAN 總線的電動機保護裝置的設(shè)計

　　2.2 各相電流、電壓幅值算法

　　由于56F807 芯片具有以下優(yōu)點： 在一個指令周期內(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行。另外其主頻極高，可以為在設(shè)計中采用復(fù)雜、精確的保護算法提供時間保證。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 為一周波采樣點數(shù)，600 Hz 采樣頻率時，N=12。

　　k=1 時得到基波的正、余弦系數(shù)為：

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

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

　　2.3 負(fù)序電流算法的選擇

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

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

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

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

　　2.4 CAN 通訊模塊

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

　?。?） 由報文標(biāo)識符（11 bit 或者29 bit） 確定的總線訪問優(yōu)先級；（2） 采用非破壞性總線仲裁技術(shù)， 當(dāng)兩個節(jié)點同時向總線發(fā)送信息時， 優(yōu)先級較低的節(jié)點會主動退出發(fā)送，優(yōu)先級較高的節(jié)點可以不受影響；（3）采用的是短幀結(jié)構(gòu)， 傳輸時間短， 受干擾概率低，具有良好的檢錯效果， 而且CAN 的每幀信息都有CRC校驗， 保證了極低的數(shù)據(jù)出錯率；（4） 在CAN 節(jié)點嚴(yán)重錯誤的情況下具有自動關(guān)閉輸出功能， 以使總線上其他節(jié)點的操作不受影響；（5）CAN 只需通過報文濾波即可實現(xiàn)點對點、一點對多點及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)。

　　每個發(fā)送緩沖區(qū)都有14 B 的寄存器結(jié)構(gòu)。這個寄存器結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)幀的標(biāo)識符、等待發(fā)送的數(shù)據(jù)、發(fā)送數(shù)據(jù)幀的長度和發(fā)送緩沖優(yōu)先級寄存器。