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1、2012年第3期煤礦機(jī)電基于DSP和CPLD的諧波檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)姬雪峰，汪玉鳳，牛迎麗。，葛愛(ài)麗(I．神華寶日希勒能源有限公司，內(nèi)蒙古寶日希勒021025；2．遼寧工程技術(shù)大學(xué)，遼寧葫蘆島125105)摘要：為實(shí)時(shí)檢測(cè)諧波，提高檢測(cè)精度，以TMS320F2812芯片為控制系統(tǒng)，又增加了可編程邏輯器件(CPLD)，設(shè)計(jì)了一種諧波檢測(cè)系統(tǒng)。詳細(xì)介紹了硬件各模塊的功能特點(diǎn)和軟件各模塊具體實(shí)現(xiàn)流程圖。該系統(tǒng)經(jīng)測(cè)試表明，可有效驗(yàn)證諧波檢測(cè)與控制算法的正確性，并即將投入實(shí)際運(yùn)行。關(guān)鍵詞：DSP控制器；CPLD可編程邏輯器件；諧波檢測(cè)中圖分類號(hào)：TM732文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001—0874(2012
2、)03—0001—05DesignofHarmonicDetectionBasedonDSPandCPLDJ／Xue-reng，WANG-feng，Ⅳ，--li-，GEAi—li(1．ShenhuaBorishelyEnergyCo．，Ltd．，Borishely021025，China；2．LiaoningTechnicalUniversity，Huludao125105，China)Abstract：Inordertodetectharmonicrealtimeandimprovetestaccuracy，takechipTMS320F2812asthecontrolsystemanda
3、ddCPLD(ProgrammableLogicalDevice)，theharmonictestsystemisdesigned．Thefunctionfeaturesofhardware’Seachmoduleandsoftware’Sflowchartareintroducedindetail．Thetestresultsshowthatthesystemcandetectharmoniccorrectly．Itwillbeputintooperation．Keywords：DSP(DigitalSignalProcessor)；CPLD(ComplexProgrammableLogi
4、calDevice)；harmonicdetec—ton諧波電源1諧波檢測(cè)系統(tǒng)霍爾電流傳感器1．1系統(tǒng)功能電路結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，系統(tǒng)經(jīng)過(guò)三相霍爾傳感器檢測(cè)諧波電流，諧波電流信號(hào)經(jīng)過(guò)MAX125三相信號(hào)A／D調(diào)理采集，DSP2812系統(tǒng)讀取A／D采集的三相電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)軟件瞬時(shí)無(wú)功功率算法提取諧波指令電流信號(hào)，系統(tǒng)根據(jù)指令信號(hào)和反饋輸出的注入電流信號(hào)，經(jīng)復(fù)合控制原理產(chǎn)生IGBT的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)三相全橋IGBT輸出補(bǔ)償?shù)闹CMAX128DSP2812+CPLD三相A／D波電流。系統(tǒng)板信號(hào)調(diào)理板1．2核心電路設(shè)計(jì)諧波電流檢測(cè)由圖2可知，TMS320F2812芯片的外部接口(XINTF)，地址總
5、線和數(shù)據(jù)總線將CPLD的訪問(wèn)地負(fù)載址映射到存儲(chǔ)器地址0x002000和zone0空間，圖1電路結(jié)構(gòu)圖TMS320F2812芯片通過(guò)相應(yīng)的寄存器操作，便可方·2·煤礦機(jī)電2012年第3期便地訪問(wèn)CPLD可編程邏輯器件的端口。例如，可2三相諧波電流采樣硬件設(shè)計(jì)通過(guò)CPLD程序設(shè)置，只要通過(guò)在相應(yīng)的MAX125進(jìn)行操作時(shí)序，便可在0X002001讀到諧波電流的2．1同步采樣均勻細(xì)分電路A／D數(shù)值。在實(shí)際電網(wǎng)中，由于受大負(fù)荷擾動(dòng)的影響，電壓和電流的頻率并不是固定不變的。它在工頻上有一定范圍的波動(dòng)，需要對(duì)一個(gè)周期內(nèi)的電力參數(shù)信號(hào)進(jìn)行間隔的整數(shù)倍采樣，即整周期采樣，以不影響諧波分析結(jié)果的精度。如圖3所示
6、，主要采用數(shù)字集成鎖相技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)交流電壓頻率的實(shí)時(shí)跟蹤與256倍頻的均勻細(xì)分，滿足電力參數(shù)的整周期采樣需要圖2DSP+CPLD電路核心設(shè)計(jì)圖3同步采樣均勻細(xì)分電路2．2電流信號(hào)調(diào)理電路A／D采樣電路工作在±5V狀態(tài)，故需要對(duì)信號(hào)進(jìn)TBC—DS系列霍爾電流傳感器的信號(hào)是在2．5行平移，即將輸入信號(hào)減去2．5V的基準(zhǔn)信號(hào)，見(jiàn)圖V電平上波動(dòng)的交流正電平信號(hào)，而后級(jí)MAX1254。圖4電流信號(hào)調(diào)理電路2012年第3期煤礦機(jī)電·3·23456789O123456789緩沖功能，DSP可以方便地讀取。MAX125采用雙2．3A／D采樣電路麗一一‰一‰一。孚1一一‰一‰一極性供電，輸入電壓范圍為±5V，
7、轉(zhuǎn)換器的最高輸A／D采樣電路見(jiàn)圖5，它的核心是MAX125。MAX125是美信公司8通道高速l4位模／數(shù)轉(zhuǎn)換入過(guò)電壓高達(dá)-4．17V，而且某個(gè)通道的損壞不會(huì)影器，它內(nèi)設(shè)采樣／保持器(T／H)，且其轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)具有響整個(gè)電路的正常工作。U8U81lCH2BAGNDCH2BAGNDR76ENUB2V2CH2ACH3BCH2ACH3BR77RD34UB／3CHlBCH3ACHlBCH3AUA4U4CHlACH4BCH1
