基于不同DSP芯片的风机变流器控制硬件设计
2013-08-21邢云龙孟秀利刘志星
邢云龙,孟秀利,刘志星
(1.南车电气技术与材料工程研究院,湖南株洲412001;2.株洲南车机电科技有限公司,湖南株洲412001)
风力发电需要大功率变流器。风电变流器是将风力发电机输出的电压幅值、频率变化的电能转换为恒压、恒频的交流电能的装置,是风力发电系统中的一个重要部件。变流器对整个系统的稳定高效运行很重要,它的控制硬件和软件是风力发电技术的研究重点[1-4]。基于此,本文对采用 Freescale的DSP56F087芯片并配以功能强大的CPLD芯片作为变流器的控制硬件进行分析,并比较了两种DSP芯片的性能,以说明更换DSP芯片所需要的一些相关事宜。
1 现有控制硬件介绍
1.1 概述
现有风机变流器的控制硬件主要由4部分组成:DSP板、主控板、IGBT适配板及驱动板。该控制硬件可以满足双馈变流器的所有运算、控制及驱动的硬件需求,具备完善的系统保护及故障诊断,并提供标准的串行通信和CAN总线通信的接口能力。主要包含以下几部分电路:算法计算及逻辑控制电路;模拟信号调理及模数转换电路;硬件保护逻辑电路;数字量输入输出电路;IGBT模块脉冲驱动及状态反馈接口电路;SCI、CAN总线接口电路。其中DSP板是整个控制系统的核心,是所有控制算法实现的载体,由2片DSP56F807和1片CPLD XC95288组成嵌入式数字系统。
1.2 DSP56F807芯片
DSP56F807是freescale公司的56800系列16位定点DSP控制器,它在一个单片上集成了DSP的数据处理能力和微处理器的功能。由于它的功耗低、构造灵活、程序内核简洁,因此很好地适用于各种应用。56F807集成了120 kB的闪存,包括了16通道的12bitADC转换器;片上还集成了2个6通道的专用 PWM 模块和 SCI、SPI、JTAG、eCAN 等标准通信接口,最大可扩展32路通用I/O口,有两个单独的积分解码器。……
