一、 產(chǎn)品設(shè)計理念
“THPMY-2型 研究型電力電子及電氣傳動創(chuàng)新平臺”參考了近年來各大院校使用的電機(jī)、自動化、電力電子等方面教材的特點;根據(jù)《電機(jī)學(xué)》、《電力拖動》、《電力電子技術(shù)》、《電力拖動自動控制系統(tǒng)》、《電機(jī)的電子控制及其特性》、《機(jī)電傳動與控制》、《運動控制》、《現(xiàn)代能源及發(fā)電技術(shù)》等專業(yè)的課程實驗大綱為要求;結(jié)合先進(jìn)的實驗控制方式而開發(fā)的。
二、 產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)
1. 輸入電源:三相四線(380V±10%50Hz);
2. 工作環(huán)境:環(huán)境溫度范圍為-10℃~+40℃,相對濕度<85%(25℃)海拔<4000m;
3. CPU芯片
3.1兩塊dsp之間通過雙口RAM驚醒數(shù)據(jù)交換,并且可相互中斷,本平臺采用兩個TI公司TMS320F2812PGF做為主控芯片,一個DSP控制整流,一個DSP控制逆變。
3.2 TMS320F2812 芯片是TMS320C2000平臺下的一種32位高性能定點DSP芯片,工作頻率最大可到150MHz,內(nèi)含128K×16位的片內(nèi)Flash存儲器,核心電壓1.8V,I/O電壓3.3V,采用封裝為176針PGF。
4. RAM擴(kuò)展
4.1采用賽高性能CMOS Static RAM,3.3V供電。存取時間最大值為15ns。4.2與2812相連接:18根地址線A0~A17;16根數(shù)據(jù)線D0~D15;片選CS連XZCS2。
5. PWM外擴(kuò)電平轉(zhuǎn)換:采用SN74LVTH16245A,5V轉(zhuǎn)3.3V,3.3V供電雙向16位,3態(tài)輸出。OE和DIR為低電平時為B data to A bus; OE為低電平,DIR為3.3V時為A data to B bus。
6. 電源部分:
6.1采用TPS73HD318.輸出3.3V和1.8V。上電復(fù)位。
6.2 5V進(jìn)電采用圓孔插座便于適配器使用,另外還配有電源開關(guān)和電源指示燈。
7. 232串行通信:采用芯片MAX3232,3.3V供電。接口采用通用的9針接口。
8. CAN通信:采用SN65HVD230,3.3V供電。用端子引出CANH和CANL接口。
9. USB通訊:控制板增加USB通信方式。
10. 軟件實現(xiàn):
(1) Matlab函數(shù)可以自動完成調(diào)試、數(shù)據(jù)傳遞和驗證
(2)在Matlab和DSP之間實時傳遞數(shù)據(jù),而不用停在DSP中程序的執(zhí)行
(3)支持XDS510/XDS560仿真器,可以高速調(diào)試硬件DSP目標(biāo)板。
(4)提供嵌入式對象,可以訪問C/C++變量和數(shù)據(jù)。
(5)對測試、驗證和可視化DSP代碼提供幫助。
(6)擴(kuò)展Matlab工具箱的調(diào)試能力。
三、 產(chǎn)品詳細(xì)配置說明
1. DJK01電源控制屏(鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu),鋁質(zhì)面板)
(1) 三相缺相指示、相序檢測及過壓指示
當(dāng)輸入設(shè)備的三相電源電壓缺少任何一路或者兩路,控制屏面板上相應(yīng)指示燈亮;當(dāng)三相電源正常時自動檢測輸入電源的相序關(guān)系,當(dāng)電網(wǎng)電壓值大于255V時自動發(fā)出告警信號。
(2) 交流電源(均帶有過流保護(hù)措施)
提供交流電源:直流調(diào)速檔為三相交流電 200V/3A
交流調(diào)速檔為三相交流電 240V/3A
(3) 高壓直流電源
勵磁電源:220V/0.5A,具有輸出短路保護(hù)。
(4) 數(shù)字式儀表
交流數(shù)字電壓表:可通過其下方的波段開關(guān)切換指示三相電網(wǎng)輸入線電壓,精度1.0級;
真有效值交流數(shù)字電壓表一只:測量范圍0~500V,量程自動判斷、自動切換,精度0.5級,三位半數(shù)顯,為交流調(diào)速系統(tǒng)電力電子技術(shù)實驗提供電壓指示;
真有效值交流數(shù)字電流表一只:測量范圍0~5A,量程自動判斷、自動切換,精度0.5級,三位半數(shù)顯,具有超量程告警、指示及切斷總電源功能,為調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示;
直流數(shù)字電壓表一只:測量范圍0~300V,三位半數(shù)顯,輸入阻抗為10MΩ,精度0.5級,為可逆調(diào)速系統(tǒng)提供電壓指示;
直流數(shù)字電流表一只:測量范圍為0~5A,三位半數(shù)顯,精度0.5級,具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能,為可逆調(diào)速系統(tǒng)提供電流指示。
(5) 人身安全保護(hù)體系
三相隔離變壓器一組:三相電源首先通過三相漏電保護(hù)器,然后經(jīng)鑰匙開關(guān)、接觸器到隔離變壓器,使輸出與電網(wǎng)隔離(浮地設(shè)計),對人身安全起到一定的保護(hù)作用。
電壓型漏電保護(hù)器1:對隔離變壓器前的線路出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù),使控制屏內(nèi)的接觸器跳閘,切斷電源。
電壓型漏電保護(hù)器2:對隔離變壓器后的線路及實驗過程中的接線等出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù),發(fā)出聲光報警信號并切斷電源,確保人身安全。
電流型漏電保護(hù)裝置:控制屏若有漏電現(xiàn)象,漏電流超過一定值,即切斷電源。
實驗連接線及插座:強(qiáng)、弱電連接及插座分開,不能混插。強(qiáng)電連接線及插座采用全封閉工藝,使用安全、可靠、防觸電。
2. DK02實驗桌
實驗桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu),桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結(jié)構(gòu)堅固,形狀似長方體封閉式結(jié)構(gòu),造形美觀大方;設(shè)有兩個大抽屜、柜門,用于放置工具、存放掛件及資料等。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個寬敞舒適的工作臺面。實驗桌還設(shè)有四個萬向輪和四個固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),便于移動和固定,有利于實驗室的布局。
3. PEC01功率驅(qū)動保護(hù)組件
面板繪有功率驅(qū)動保護(hù)的原理框圖,驅(qū)動電路安裝在掛箱內(nèi),結(jié)構(gòu)緊湊、原理直觀。組件包括過壓、欠壓及過流保護(hù)電路;光藕隔離電路;IPM智能功率模塊等。
4. PEC03 DSP矢量控制變頻調(diào)速組件
面板繪有DSP矢量控制變頻調(diào)速原理框圖及各種接口,控制板安裝在掛箱內(nèi),控制板包括DSP控制器最小系統(tǒng),DSP的FLASH內(nèi)燒錄有矢量控制系統(tǒng)程序。
5. PEC06 三相數(shù)字PWM整流器組件
面板繪有三相數(shù)字PWM整流器原理框圖及各種接口,控制板安裝在掛箱內(nèi)。
6. PEC09 單相、三相整流與隔離變壓器組件
提供一只0~250V/0.5kVA單相交流自耦調(diào)壓器,一個單相整流濾波電路,為相應(yīng)的實驗提供可調(diào)電源;提供一個輸入電壓220V/1.5A,輸出電壓220V/1.5A的隔離變壓器,提供一個三相整流濾波電路,為相應(yīng)實驗提供直流電源。
7. DJ17三相線繞式異步電動機(jī)
8. DJ17-2線繞式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子專用箱
9. THREM-1型DSP實時在線仿真器(USB2.0),用于DSP程序的仿真、開發(fā),應(yīng)用程序的燒錄。
四、 產(chǎn)品完成實驗項目如下
1. 三相可控整流(APFC)
2. 三相PWM逆變
3. 三相有源逆變
4. 變頻器調(diào)速能量回饋控制
5. 雙饋電機(jī)控制
6. 風(fēng)力發(fā)電研究
7. 光伏發(fā)電研究
交流異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)