一种组合型电力电子传动实验平台的制作方法

本发明涉及一种组合型电力电子传动系统实验平台，为电学领域设备。

背景技术：

在电力电子的实验中，由于使用的设备及接线极为复杂，因此不同的实验需要构建不同的电路，增加了前期实验的复杂性，因此利用一种模块化的结构组成电力电子传动实验平台可以大大简化实验电路搭建的过程。

技术实现要素：

技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种组合型电力电子传动系统实验平台。

技术方案：本发明提供的一种组合型电力电子传动系统实验平台。其特征在于所述的实验平台由三相380v交流电源、调压器、三相桥式电路、逆变模块、dsp控制板、被控电机、直流电机、上位机组成，硬件系统输入端是由380v的三相交流电供电，经过调压器得到幅值可调三相交流电，然后利用三相桥式电流得到直流母线电压。直流电压接到逆变模块后生产pwm波形电压提供永磁同步电机工作，被控电机输出端为他励直流发电机，发电机输出端姐等效负载，进行加减载操作。dsp实时采样电机的两相电流和母线直流电压后，进行无速度传感器控制算法，输出pwm脉冲。脉冲经过功率放大电路放大控制igbt工作。

dsp控制箱由dsp和fpga构成的一个功能强大的控制系统。dsp可用于数据采集器和工业控制器、模拟和数字信号采集和分析、电力电子变流控制器和信号发生器的开发，多种通讯接口满足不同通讯控制要求。

可编程门阵列fpga作为专用集成电路(asic)领域中的一种半定制电路而出现，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。fpga可以实现硬件算法，较dsp具有更高的可靠性，在数据采集方面则具有更高的采集精度。

在dsp控制箱中fpga可以辅助dsp做数据处理及系统保护用，也可以单独做硬件算法。dsp与fpga使用总线通信。dsp控制箱是一种通用控制器，其丰富的外部接口资源为开发者提供了高度灵活性，特别适用于产品的前期开发。dsp2812的模数转换模块(adc)包括带内置采样保持的12位ad转换模块，多达16个模拟输入可切换通道。其模拟输入范围：0v～3v。外部模拟信号必须经过模拟采样调理电路转换到0～3v范围才能被adc识别并采样。

有益效果：本发明提供的一种组合型电力电子传动系统实验平台，采用模块式结构。主电路、控制、电源、传感器等模块均采用独立的模块结构，且模块完全开放，开发可根据自己需要，象搭积木一样搭建自己的系统。控制系统多层次。控制模块由专门控制器(tc787/sg3525)、单片机(mcu+cpld)和dsp(f2812)+fpga三类组成，满足多种主电路结构和不同层次的开发要求。

附图说明

图1为电力电子传动平台硬件框图

具体实施方式

下面对本发明作出进一步的说明。

所述的实验平台由三相380v交流电源、调压器、三相桥式电路、逆变模块、dsp控制板、被控电机、直流电机、上位机组成，硬件系统输入端是由380v的三相交流电供电，经过调压器得到幅值可调三相交流电，然后利用三相桥式电流得到直流母线电压。直流电压接到逆变模块后生产pwm波形电压提供永磁同步电机工作，被控电机输出端为他励直流发电机，发电机输出端姐等效负载，进行加减载操作。dsp实时采样电机的两相电流和母线直流电压后，进行无速度传感器控制算法，输出pwm脉冲。脉冲经过功率放大电路放大控制igbt工作。

该实验台采用模块化设计，主电路、控制、电源、传感器等模块均采用独立的模块结构，且模块完全开放，开发可根据自己需要，象搭积木一样搭建自己的系统。控制模块由专门控制器(tc787/sg3525)、单片机(mcu+cpld)和dsp(f2812)+fpga三类组成，满足多种主电路结构和不同层次的开发要求。平台中除传统技术之外，还采用了先机的技术和器件。主模块采用igbt、其驱动采用专业驱动、控制器采用高性能单片机或dsp+fpga,平台适用于先进的技术的研究和产品开发。实验台可提供多种辅助功能，如专供示波器使用的单相隔离电源、交直流电流和电压表、连接导线等。给使用者提供方便。实验中dsp控制箱由dsp和fpga构成的一个功能强大的控制系统。dsp可用于数据采集器和工业控制器、模拟和数字信号采集和分析、电力电子变流控制器和信号发生器的开发，多种通讯接口满足不同通讯控制要求。可编程门阵列fpga作为专用集成电路(asic)领域中的一种半定制电路而出现，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。fpga可以实现硬件算法，较dsp具有更高的可靠性，在数据采集方面则具有更高的采集精度。在dsp控制箱中fpga可以辅助dsp做数据处理及系统保护用，也可以单独做硬件算法。dsp与fpga使用总线通信。dsp控制箱是一种通用控制器，其丰富的外部接口资源为开发者提供了高度灵活性，特别适用于产品的前期开发。dsp2812的模数转换模块(adc)包括带内置采样保持的12位ad转换模块，多达16个模拟输入可切换通道。其模拟输入范围：0v～3v。外部模拟信号必须经过模拟采样调理电路转换到0～3v范围才能被adc识别并采样。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种组合型电力电子传动系统实验平台。该平台是由机组负载、实验台、主电路模块三大部分构成，其中控制模块采用专用芯片控制、单片机控制和DSP+FPGA控制三个层次，常用的电力电子传动系统(如整流电源、斩波电源、逆变器电源、大功率开关电源、三相PWM整流器、直流传动、交流传动等)均可在实验台上实现。该实验台具有模块化、控制系统多层次、技术先进、考虑多种辅助功能等特点，对于使用者操作简便易于使用。

技术研发人员：杨飏
受保护的技术使用者：南京铁道职业技术学院
技术研发日：2018.10.09
技术公布日：2019.01.22