非PWM功率單元在完美無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功率單元的實現(xiàn)方法
　　控制系統(tǒng)中采用數(shù)字信號處理器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，可以用來快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。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故障中斷做出及時地處理。
　　以額定輸出電壓為10kv的高壓變頻器為例，整個控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法如下：
　　系統(tǒng)采用的是主從多cpu控制系統(tǒng)。控制電路組成如圖6所示。

　　假設(shè)實際主電路的每相為5單元串聯(lián)結(jié)構(gòu)，整個電路共有15個功率單元。對于各相中同一位置的3個功率單元，采用1片dsp進(jìn)行控制，這樣15個功率單元可以由5片dsp構(gòu)成5個對稱的子系統(tǒng)。再使用1片dsp作為主控芯片，對控制信號進(jìn)行采樣和運算以及必要的信息處理。對于每個子系統(tǒng)中的三個功率單元使用相同的載波信號，正弦調(diào)制波信號互差120°電角度;每相的5個功率單元共用1個正弦調(diào)制波信號。子系統(tǒng)時鐘由主控單元給出，通過光纖傳送，從而保證整個系統(tǒng)的時鐘一致，不至于發(fā)生漂移。子控芯片根據(jù)給定的步長參數(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)同時還要對功率單元進(jìn)行必要的保護(hù)。由于變頻器系統(tǒng)的保護(hù)信號比較多，并且保護(hù)方式也不盡相同，在本設(shè)計中主要考慮的保護(hù)信號有：過流、過壓、欠壓和過熱。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，同時向主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，并通過人機界面顯示出故障情況。主控dsp主要負(fù)責(zé)對給定信號以及反饋信號的采樣、實時計算、v/f查表求值、pi算法控制等等，并且通過數(shù)據(jù)和地址總線以及串行通訊接口與人機接口系統(tǒng)相連，從而完成信息的接收和顯示。同時它還要對由子系統(tǒng)發(fā)送的信息進(jìn)行分析和處理，監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀況。同時，主控芯片將對電機回路進(jìn)行必要的保護(hù)和處理。這樣可以更加充分地發(fā)揮dsp處理器的強大的運算和實時處理能力。
　　主控芯片與從控芯片通過控制器局域網(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、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)的功能實現(xiàn)和穩(wěn)定運行，又有效地節(jié)約了設(shè)備成本，并且具有較強的功能擴(kuò)展和升級能力。
4 結(jié)束語
　　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，具有較高的市場應(yīng)用價值。