一种基于TMS320LF2407的并网逆变器控制策略

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基于TMS320LF2407的SVPWM变频调速控制

嚣３９
ＩＫｅｙｗｏｒ￥：ｐａｃｅｄＳＶｅｃｔｒｕＩｏＰｓｅＷｉｈＭｏｄｕｌｉｄｔａｔｏｎ：Ｄｉｔ．ｇｉｓＩＳｉｇｎａＩＰｒｏｃｅｓｓｏ；ｅｑｕｅｎｃｙｒＦｒＣｏｎｖｅｒｏｎｓｉＳｐｅｅｄＭｏｄｕｌｏｎａｔｉ
摘
要：绍了空间矢量脉宽调制（介ＳＶＰＷＭ）的基本原理，利用ＴＩ的ＤＳＰ电机控制芯片
ＴＳ２０Ｆ４７实现ＳＰＭ，对交流电机进行变频调速。Ｍ３Ｌ２０ＭＷ
关键词：空间矢量脉宽调制；数字信号处理器；频调速变
☆ ＲＨ “ ｍ ”
验室Ｓ气体腐蚀２４小时后，其表Ｏ面所反应的微孔状况与长期自然暴
露于地点Ａ为期３个月的样片表而情况相近，因此得出实验室模拟环境实验与地点Ａ所对应的加速凶子约为９０倍。
ｍｅｔｈｏｄｏｆｅａｌｎｇＳＶＰＷＭｂｙｒｉｚｉＴＩｓ ’ ＤＳＰｍｏｔｃｏｎｔｏＩｅｒＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７ｆｒｏｒｒｌｏｒｆｅｑｕｅｎｃｙ
ｃｏｎＭｅｒｏｎｓｉｓｐｅｅｄｍｏｄｕｌｉｃｅｎｔｅＩａｔｏｎｒｏｆａｌｅｒｔｎａｔｎｇｃｕｒｅｎｔｉｒｍａｃｈｉｉｎｅｓａｌｓｏｉｒｎｔｏｄｕｃｅｄ．
＊雄｜｝哗碍
ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７实现了空间矢量

基于TMS320LF2407无刷双馈混合励磁同步电动机矢量控制

ＢａｅｎＤＳＴＭＳ２ＬＦ４７Ｂｒｓｌｓｕｌ－ｅｂｉｃｔｔｎｓｄｏＰ３０２０ｕｈｅｓＤｏｂｅｆｄＨｙｒｄＥｘｉｉａｏ
ＳｎｈｏｏｓＭｏｏｃｏｎｒｌｙｃｒｎｕｔｒＶｅｔｒＣｏｔｏ
引言
随着新材料技术的发展，与传统的电励磁电机相比，永磁电机具有结构简单、运行可靠、体积小、质量轻、损耗少、效率高、电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著特点。因此在国防工业、工农业生产等众多领域都有广泛地应用。尤其是近年来新能源产业中的电动汽车研发，将车用驱动电机的研发
等优点。首先利用有限元分析软件对无刷双馈混合励磁同步电动机的电磁场分部进行了分析，然后提出了一种基于ＤＳＭＳ２Ｌ２０ＰＴ３０Ｆ４７电机控制的矢量控制方案，并对该方案做了介绍和分析。关键词：无刷双馈永磁同步电动机；电磁场；矢量控制；ＤＰＳ中图分类号：Ｔ４；Ｍ３１Ｍ３１Ｔ５文献标志码：Ａ文章编号：１０－７７（０２１０７４０５６６２１）０一ｏ３ —０
究方向：控制工程。
・
３８・
能源研究与管理２１（）０２１
研究与探讨
合励磁永磁同步电动机，它主要由机壳内装有定子铁心、对称的三相绕组组成的定子和装有磁极、转轴、转子铁心组成的转子等组成。利用有限元Ａ－ｎｓｆ分析软件【，对ＢＨＳ在助磁时和弱磁时的ｏｔ ” ＤＥＭ电磁场分布进行示意，结果见图１。

利用DSP实现的步进电机控制器的设计

利用DSP实现的步进电机控制器的设计数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。

20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。

数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。

在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。

德州仪器、Freescale等半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。

TMS320LF2407是TI公司主推的一种高性能、低价格DSP处理器，其处理速度达到30 MIPS,片内处理集成RAM、Flash及定时器外，还集成了A/D转换器、PWM控制器及CAN总线控制器等模块，特别适合于电机、电源变换等实时要求高的控制系统。

但是通常设计DSP程序的方法是，在DSP的集成开发环境CCS中用C语言设计，需要花费大量的时间用来编写和输入程序代码。

在Matlab中用图形化的方式设计DSP的程序，能够缩短产品的开发时间。

本文所介绍的是一种基于TMS320LF2407实现的步进电机控制系统的设计。

1 系统硬件构成整个系统分为五个部分组成：DSP中央控制器TMS320LF2407,步进电机及驱动，光电编码器，键盘及液晶显示部分，以及整个系统的外围电源电路及看门狗复位电路组成，。

在这个系统设计中，由键盘设定给定转速(位置)，通过中央控制器TMS320LF2407来产生PWM脉冲信号来控制步进电机的转速(位置)，可以采用光电编码器对步进电机的转速(位置)进行采样检测实现闭环控制，也可以采用开环控制无需转速(位置)信号，以上过程中的多个变量、参数可以在液晶显示屏上得到直观地反映。

整个硬件结构简单直观，中央控制器TMS320LF2407还剩余丰富的I/O及中断资源，在此设计基础上具有一定的扩展空间。

以电导增量法实现MPPT的单级光伏并网逆变器

５结束语
由仿真和实验波形可见，本文给出的光伏并网逆变器具有较好的性能。由于采用了以ＤＳＰ３２０ＬＦ２４０７为核心的控制芯片，使系统具有较好的动态响应特性。软件上采用了具有最大功率跟踪功能的设计，使太阳电池阵列真正工作在最大功率点上，充分利用了能源。通过实验证明，该系统工作稳定，性能良好。
ｔｉｌｉｔｙＬｉｎｅ［Ｊ］．ＩＥＥＥＩｎｄｕｓｔｒｙＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓＳｏｃｉｅｔｙＡｎｎｕａｌ
Ｍｅｅｔｉｎｇ，１９９０，（２）：１３０２￣１３０７．
［３］余世杰，何慧若，曹仁贤．光伏水泵系统中ＣＶＴ与ＭＰＰＴ
利用所获得的两个方波对两个单稳触发器进行触发，
获得与ｕＳ过零点相对应的窄脉冲，两个窄脉冲通过逻辑或门相加，得到包含ｕＳ过零点信息的脉冲列。该脉冲列信号即包含了ｕＳ的相位信息；以此窄脉冲列作为复位信号对应硬件查表法中的正弦波，查表电路
中的地址发生电路进行复位，即可保证ｕＳ过零时给定正弦波，亦可相应地从零开始。虽然该锁相方式和
反馈电流高于参考电流一定值时，调节主电路功
率开关的状态，使系统输入侧的电流减小。通过这
样不断进行滞环比较调节，保证了输入侧电流始
终跟踪给定电流，且处于滞环带中。
光伏并网要求并网逆变器的ｉｏ与ｕＳ之间保持一定的相位关系，以此保证并网系统不对电网产生污
染，故并网系统中需存在锁相环节，以保证系统给定
４仿真与实验
依照图１的原理用电力电子专用软件ＰＳＩＭ６．０进行了仿真，图４ａ，ｂ，ｃ示出滞环宽度为０．１，滤波电感分别为Ｌｏ＝１０ｍＨ，Ｌｏ＝５ｍＨ，Ｌｏ＝１ｍＨ时输出电流ｉｏ的仿真波形。可见，Ｌｏ越小，ｉｏ波形越接近理想的正弦波。

基于TMS320LF2407控制的双闭环直流调速系统研究

关键词：ＭＳ２Ｌ２０：闭环：速Ｔ３０Ｆ４７双调
中图分类号：Ｐ７Ｔ２３
文献标识码：Ａ
文章编号：０８６６２０｝２—０７ —０１０ —５９（０７００１３
ＳｕｙｏｏｂｅｃｏｅｏｔｄｎｄｕｌｌｓｄｌｐＩｏＸ；ｓｓｅｂｓｄｏＭＳ２Ｌ２０ｙｔｍａｅｎＴ３０Ｆ４７
ＱＩＡＯｈａｇ，ＨＡＮＧｉＳｕｎＳＪｎ
（ｅｔｆｌｔｎｃＨｅｏｇｉｇＩｓｉｔｆｃｈｏｇ，ａｂ５００ＣｉａＤｐ．ｏｅｒｉ，ｉｎｊｎｎｔｕｅｏＴｅｎｌｙＨｒｉ１０５，ｈ）ＥｃｏｌａｔｏｎｎＡｂｔａｔＡｉｉｇａｒｗｂｃｓｏｈｉｃｉｃｍｐｅｉｎｏｒｕｉｅｓｌｙｏｈｒｄｔｎｌｎｌｇｃｎｒｌｓｒｃ：ｍｎｔａａｋｆｔｅｃｒｕｔｏｌｘｔａｄｐｏｎｖｒａｉｆｅｔａｉｏａａｏｏｔｏ，ａｄｙｔｔｉａ
ｌｐａｄｏｔｒｓｅｏｐｏｎｕｅｐｄｌ．Ｔｈｙｔｍｒａｌｉｌｉｈａｄｒｅａｃｉｃｕｅａｄｒｄｃｈｉｆｔｅｅｅｓｓｅｇｅｔｓｍｐｉｅｔｅｈｗａｈｔｔｒｎｅｕｅｔｅｓｚｏｈｙｆｓｒｒｅｓｅ
ｄｇｔｌｉｎｌｒｃｓｏｉｉｇａｏｅｓｒａｓｐＴＭＳ２Ｌ２０ａｅｏｔｏｆｔｅｄｕｌｌｏ３０Ｆ４７ｂｓｄｃｎｒｌｈｏｂｅｏｐＤＣｔｒｓｅｄｓｓｅｈｒｗａｅａｄｏ — ｍｏｏｐｅｙｔｍａｄｒｎ

基于TMS320LF2407的无刷直流电动机控制系统设计

（ｃｏｌｆｎｉｅｒｇＡｈｉｃｅｃｎｅｈｏｏｙＵｉｅｓｙＦｎｙｎ３０ＣｉａＳｈｏｏｇｎｅｉ，ｎｕｉｎｅａｄＴｃｎｌｇｎｖｒｉ，ｅｇａｇ２３，ｈｎ）ＥｎＳｔ１０
由无刷直流电机的运行原理可知，电动机的转矩大
小与电流成正比，由此我们设计了电机控制系统结构，如图１示。所从结构图中可以看出，为使电机获得较好的动
态性能和调节性能，采用了转速和电流双闭环直流调速
ＡｓｇｆＣｏｔｏｓｅＢａｅｎＴＭＳ２ＬＦ２０ｏｕｈｅｓＤＣｏｏＤｅｉｎｏｎｒｌＳｙｔｍｓｄｏ３０４７ｆｒＢｒｓｌｓＭｔｒ
ＣＨＥＮｕｎ，ＸＵｎＪａＱｉ
控制。系统中设置了两个调节器，别调节速度和电流。分在控制过程中，把速度调节器的输出作为电流调节器的
输入，再用电流调节器的输出信号控制ＰＷＭ的触发。速
度环的作用是增强系统对负载变化的抗干扰能力，抑制转速波动；为提高动态和静态性能，度环控制器采用Ｐ速Ｉ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＴｈｐｅｏｔｌｓｓｅｏｒｓｌｓｔｒｉｔｄｅｎｅｏｉｏｔｏｌｇｓｈｍｅｏｒｓｌｓｅｓｅｄｃｎｒｙｔｍｆｒｂｕｈｅｓＤＣｍｏｏｓｓｕｉｄａｄａｖｌｃｔｃｎｒｌｉｃｅｆｂｕｈｅｓｏｙｎＤＣｍｏｏｓｂｓｄｏｔｒａｅｎＴＭ￥２Ｌ２０ｓｐｅｅｔｄｈｏｔｏｄｈｔｔｅｐｐｒａｏｅｅｓｃｒｅｔａｄｓｅｄ３０Ｆ４７ｉｒｓｎｅ，Ｔｅｃｎｒｌｍｏｅｔａｈａｅｄｐｔｄｉｕｒｎｎｐｅｄｕｌｌｓｄｌｏｏｔｏｄ．ｅｓｅｄａｄＰｓｔｎｃｎｒｌｉａｐｉｄｉｈｓｓｓｅＴｅｅｐｒｍｅｔｒｓｌｓｏｓｏｂｅｃｏｅｏｐｃｎｒｌｍｏｅＴｈｐｅｎｏｉｉｏｔｓｐｌｎｔｉｙｔｍ．ｈｘｅｉｎｅｕｔｈｗｏｏｅｔａｈｅｈｉｕｓｆａｉｌ．ｈｔｅｔｃｎｑｅｉｅｓｂｅｔＫｅｒｓｙｗｏｄ：ＢｕｈｅｓＤＣｍｏｏ；ＤＳ；ｏｔｏｙｔｍ；Ｈａｄｒ；ｏｔｒｒｓｌｓｔｒＰＣｎｒｌｓｅｓｒｗａｅＳｆｗａｅ

基于TMS320LF2407A直流电机闭环调速控制系统的设计

系统的设计
王朕，刘陵顺 ’ 鲁芳．唐永红，
（．军航空工程学院控制工程系，东烟台２４０；．台职业学院材料工程系，东烟台２４７）１海山６０１２烟山６６６
摘要：ｆ对某型直流电机调速系统的要求，用Ｔ３０Ｆ４７和ＡＴ９５ｅｔ采ＭＳ２Ｌ２ＯＡ８Ｃｌ设计一种双核直流电机闭环调速控制
Hale Waihona Puke ＤｅｉｎｆｃｏｅｏｐｏａｉｐｅｄｒｇｌｔｒｏｓｇｏｌｓｄｌｏｒｔｔｎｇｓｅｅｕａｏｆＤＣｏｏｍｔｒｂｓｄｏＴＭ￥２ＬＦ２０Ａａｅｎ３０４７
ＷＡＮＧＺｈｅＩＬｉｇｓｎ，ＬＵｎｇ’ ｎ，ＬＵｎ —ｈｕＦａ，ＴＡＮＧｎ — ｏ２Ｙｏｇｈｎｇ
ａｃｃｏｍｐｉｈｄｂｌｓｅｙＡＴ８９．ｌｃｉｇａｏａｄｒｎｈｏｒＣ５１ＴｈｅｂｏｋｄａｒｍｆｈｒｗａｅａｄｔｅｐｒｇａｍｉｇａｏｈｙｔｍｅｉｎａｅｐｏｉｅＴｈｄａｒｍｆｔｅｓｓｅｄｓｇｒｒｖｄｄ．ｅｒｓｌｓｏｘｅｉｎｈｗｈｉｏｔｏｓｓｅｈｓａａｎａｅｏｕｉｋｄｎａｃｒｓｎｅ，ｉｈａｃａｅｏｔｏ，ｅｌｔｍｅｅｕｔｆｅｐｒｍｅｔｓｏｔｓｃｎｒｌｙｔｍａｄｖｔｇｆｑｃｙｍｉｅｐｏｓｈｇｃｕｒｔｃｎｒｌｒａ —ｉｄｉｐａｎｄｄｔｔａｅｅｃｓｌｙａａａｓｏｒｇ，ｔ．

基于TMS320LF2407的材料试验机集成数据采集及控制系统的研制

许２个ＣＵ同时读取任何存储单元（括同时读同Ｐ包
一
定，测试规定非比例伸长应力、规定残余应力、总
伸长应力以及屈服点和上屈服点时，弹性范围内的
应力速率应符合规定，并保持测试机固定于这一速
Ｃａ— ａＡａｐｎ￣ＹＮｉ－ｉＷＡＧＹ－ｕｎＨＩｏｄｎＩ — ｅｇＡＧＸａｔｎ，ＮａｊａＹ，Ｄ，ｏａ（．ｌｔｃａｄＥｅｔｎｆｍｔｎＥｇｅｒｇＳｈｏ，ｉｎＡｃｉｃｕａａｄＣｖｎｌｅｒｇＩｓｔｔ１ｅｒｎｌｒｉＩｏａｉｎｉｅｉｃｏｌＪｉｒｈｅｔｒｎｉｌｓｅｉｔｕ，ＥｃｉｃｏｃｎｒｏｎｎｌｔｌｉＥｎｎｎｉｅ
基于ＴＳ２２０Ｍ３０４７的材料试验机集ＬＦ成数据采集及控制系统的研制
迟耀丹艾大鹏杨小天王亚娟，，，
（．１吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院，吉林长春１０２；３０１
２大陆汽车电子长春有限公司，吉林长春１０３３０１Ｃｉａｈｎｃｕ１０２，ｈｎ
２ＣｎｉｎａＡｔｏｖｈｎｃｕｏＬｄ，Ｃａｇｈｎ１０３，ｈｎ）．ｏｔｅｔｕｍｔｅａｇｈｎＣ．ｔ．ｈｎｃｕ３０３ＣｉａｎｌｏｉＣ
Ａｂｔｃ：ｎｅｒｔｄｓｓｍｏａａｃｌｃｉｎａｄｃｎｒｌｆｍａｅｉｌｅｔｇｍａｈｎａｅｉｎｄｗｉｏ — ｓｒｔＡｉｔｇａｅｙｔｆｒｄｔｏｌｔｎｏｔｔｒｓｎｃｉｅｗｓｄｓｅ，ｈｃｃｎａｅｅｏｏｏａｔｉｇｈ

基于TMS320LF2407A控制的正交半桥电流源逆变电路

维普资讯
第２卷９
第２期
三峡大学学报（自然科学版）
ＪｏｉａＴｈｅｒｅｎｖ（ｔｒｌｃｅｃｓｆＣｈｎｒｅＧｏｇｓＵｉ．ＮａｕａＳｉｎｅ）
Ｖｏ１２９ＮＯ．．２
Ｏｒｈｏｏａ — ｌ－ｂｉｇｒｅｕｐｌｎｅｔｒＣｉｃｉｔｇｎｌｈａｆｒｄｅＣｕｒｎｔＳｐｙＩｖｒｅｒｕｔＢａｅｎＴＭ￥２ＬＦ２０Ａ— ｎｒｌｓｄｏ３０４７Ｃｏｔｏ
ｓｇａｆｗｈｃｈｓｉｆｒｎｅｈｓ９。ｒｄｃｄｂｈｉｎｌｉｈｐａｅｄｆｅｅｃａ０，ｐｏｕｅｙｔｅＴＭＳ２ＬＦ２０Ａｏｔｏｌｇｗａｅｏｍｍｏｙｔｏ３０４７ｃｎｒｌｎｖｆｒｍｅｒｏｉ
２００７年４月
Ａｐ．０７ｒ２０
基于Ｔ３０Ｆ４７控制的ＭＳ２Ｌ２０Ａ正交半桥电流源逆变电路
桑洪王斌王归新
（三峡大学电气信息学院，北宜昌湖４３０４０２）
摘要：用ＴＭＳ２Ｌ２０Ａ控制波形存储器产生相位相差９。利３０Ｆ４７０的两路ＳＷＭ调制信号控制逆变Ｐ器，设计正交半桥逆变电源．为使输出的两路电流的波形正交无畸变、幅值相等、率可调，频电流幅值控，流波形校正由数字ＰＤ控制器Ｉ、电Ｉ实现．关键词：正交半桥逆变；模糊Ｐ控制；ＴＭＳ２Ｌ２０ＡＩ３０Ｆ４７中图分类号：ＴＮ７０１文献标识码：Ａ文章编号：６２９８２０）２０１—４１７ —４Ｘ（０７０ —１６０

基于TMS320LF2407A的SVPWM控制技术

的电机控制专用芯片，它的事件管理器（Ｖ）有Ｅ含硬件ＳＰＶＷＭ产生电路，且ＴＳ２Ｌ２０Ａ可而Ｍ３０Ｆ４７
的应用。正弦波脉宽调制（ＰＳＷＭ）制主要使逆控变器输出电压尽量接近于正弦波，流跟踪控制电主要是直接考虑输出电流是否按正弦变化。而异
维普资讯
第２３卷第５期２００７年１０月
黄
石
理
工
学
院
学
报
Ｖｏ．３Ｎｏ５１２．０ｃｔ２ｏｏ７
Ｊ０ＵＲＮＡＬＯＦＨＵＡＮＧＳＮＴＴＥＯＦＴＣＨＮＯＬＧＹＨＩＩＳＩＵＴＥＯ
机控制芯片Ｔ３０Ｆ４７ＭＳ２Ｌ２０Ａ上产生ＳＰＶＷＭ具有结构简单、稳定可靠、本低廉等优点。在分析ＳＰ成ＶＷＭ基本原理的基础上，介绍了ＴＳ２Ｌ２０Ａ芯片产生ＳＰＭ３０Ｆ４７ＶＷＭ的硬件结构和软件实现方法。
文章编号：０８— ２５２０）５— ０１— ３１０８４（０７００００
基于Ｔ３０Ｆ４７ＭＳ２Ｌ２０Ａ的ＳＰＶＷＭ控制技术
周立求
（黄石理工学院电气与电子信息工程学院，湖北黄石４５０）３０３
摘要：电压空间矢量脉宽调制（ＶＷＭ）ＳＰ算法谐波小，电压利用率高，是一种先进的调制方法。在，的电Ｉ１
关键词：电压空问矢量；ＶＷＭ；ＳＰ数字信号处理器中图分类号：Ｍ３１２Ｔ０．文献标识码：Ａ

光伏单相逆变器并网控制技术研究论文(含中英文翻译)

本科毕业设计（论文）单相逆变器并网技术研究本科毕业设计（论文）单相逆变器并网技术研究摘要随着“绿色环保”概念的提出，以解决电力紧张，环境污染等问题为目的的新能源利用方案得到了迅速的推广，这使得研究可再生能源回馈电网技术具有了十分重要的现实意义。

如何可靠地、高质量地向电网输送功率是一个重要的问题，因此在可再生能源并网发电系统中起电能变换作用的逆变器成为了研究的一个热点。

本文以全桥逆变器为对象，详细论述了基于双电流环控制的逆变器并网系统的工作原理，推导了控制方程。

内环通过控制LCL滤波中的电容电流，外环控制滤波后的网侧电流。

大功率并网逆变器的开关频率相对较低，相对于传统的L 型或LC 型滤波器，并网逆变器采用LCL 型输出滤波器具有输出电流谐波小，滤波器体积小的优点，在此基础上本系统设计了LCL滤波器。

本文分析比较了单相逆变器并网采用单闭环和双闭环两种控制策略下的并网电流，并对突加扰动情况下系统动态变化进行了分析。

在完成并网控制系统理论分析的基础上，本文设计并制作了基于TMS320LF2407DSP的数字化控制硬件实验系统，包括DSP 外围电路、模拟量采样及调理电路、隔离驱动电路、保护电路和辅助电源等,最后通过MATLAB仿真软件进行验证理论的可行性,实现功率因数为1的并网要求。

关键词并网逆变器；LCL滤波器；双电流环控制；DSP本科生毕业设计（论文）AbstractWith the concept of”Green and Environmental Protection”was proposed．All kinds of new energy exploitation program are in the rapid promotion，which is in order to solve the power shortage，pollution and other issues．It makes exploring renewable energy feedback the grid technology has a very important practical significance．How to deliver power into the grid reliably and quality is an important problem，the inverter mat Can transform the electrical energy in the system of the renewable resource to be fed into the grid is becoming one of the hot points in intemational research．Based on the bridge inverter the analysis of the working principle and the deduction of the control equation have been presented. The strategy integrates an outer loop grid current regulator with capacitor current regulation to stabilize the system. The current regulation is used for the outer grid current control loop. The frequency of switching is slower in the high power grid-connected inverter. Compared with tradition type L or type LC, output filter and output current‟s THD of type LCL are all smaller.So on this basis, the system uses the LCL filter. This paper compares the net current of the single-phase inverter and net single loop and double loop under two control strategies, and the case of sudden disturbance of the dynamic change of the system.In complete control system on the basis of theoretical analysis, design and production of this article is based on TMS320LF2407DSP‟s digital control hardware test system, including the DSP external circuit, analog sampling and conditioning circuit, isolation, driver circuit, protection circuit and auxiliary power, etc., via MATLAB software to validate the feasibility of the theory. Achieve power factor is 1 and network requirements.Keywords Grid-connected inverter;LCL filter; Double current loop control;DSP目录摘要......................................................... III Abstract ...................................................... II 第1章绪论. (1)1.1国内外可再生能源开发的现状及前景 (1)1.1.1 可再生能源开发的现状及前景 (1)1.1.2可再生能源并网发电系统 (3)1.2并网逆变器的研究现状及趋势 (4)1.3本文的结构及主要内容 (6)第2章单相并网逆变器总体设计 (8)2.1并网逆变器组成原理及主体电路硬件设计 (8)2.1.1 系统逆变主体电路拓扑结构及原理 (8)2.1.2 系统主体电路参数设计 (9)2.2逆变器的SPWM调制方式分析 (10)2.3LCL滤波器的设计 (14)2.3.1 利用隔离变压器漏感确定LCL滤波 (14)2.3.2 LCL滤波器数学模型及波特图分析 (15)2.3.3 LCL滤波器的参数设计 (16)2.4并网控制策略的提出 (18)2.4.1 电流型并网模型分析 (18)2.4.2 几种控制方法分析 (20)2.4.3 使用双电流闭环控制策略 (23)2.5本章小结 (25)第3章系统仿真及结果分析 (26)3.1单相逆变器开环仿真 (26)3.2单相逆变器并网单闭环仿真分析 (27)3.3基于双电流环的单相逆变器并网仿真分析 (28)3.4突加扰动时系统动态分析 (29)3.5本章小结 (31)第4章数字化并网控制系统硬件设计 (32)4.1基于DSP的并网控制系统整体设计 (32)4.2系统电路设计 (33)4.2.1 DSP外围电路设计 (33)4.2.2 模拟信号采样电路 (34)4.2.3 隔离、驱动电路 (36)4.2.4 多功能控制电源设计 (37)4.2.5 保护电路设计 (38)4.3本章小结 (38)结论 (39)参考文献 (40)致谢 (42)附录1 (43)附录2 (52)附录3 (59)第1章绪论第1章绪论1.1 国内外可再生能源开发的现状及前景1.1.1可再生能源开发的现状及前景自20世纪50年代以来，随着经济活动的增加，世界能源消耗急剧上升，世界能源消耗增长了20倍。

基于TMS320LF2407的永磁同步电机直接转矩控制

ｔｅｒ，ｈｘｅｍｅｔｌｒｓｌｓｈｗａｅｐｏｒｍｅｓｎｂｅａｄｔｅｓｕｔｒｏｈｏｙｔｅｅｐｒｉｎａｅｕｔｓｏｔｔｔｒｇａｉｒａｏａｌ，ｎｈｔｃｅｉｃｍｍｏ，ａｅｈｈｈｓｒｕｓｎＩｃｎｍｅｔｅｔｔ
ｓｎｈｏｕｏｏｉｅｔｔｒｕｏｒｌｓｓｅ．ｔｄｓｒｂｓｔａｄａｅａｃｉｅｔｒ，ｓｆａｅｄｓｇｎｙｃｒｎｏｓｍｔｒｄｒｃｏｑｅｃｎｔｏｙｔｍＩｅｃｉｅｈｅｈｒｗｒｒｈｔｃｕｅｏｔｒｅｉｎａｄｗｃｎｒｌｓａｅｙｎｈｓａｌｈｅｔｏｅａｅｔｍａｅｙｈｏｏｓｍｏｏｔｅａｉａｍｏｅ，ｉｈｉｏｔｏｔｔｇ，ａｄｔｅｅｔｂｉｍｎｆｐｒｎｎｇｔｓｎｃｒｎｕｔｒｍａｈｍｔｃｌｒｓｍｎｄｌｗｈｃｓ
２福建师范大学闽南科技学院计算机信息科学系，福建泉州３２３）６３２
摘要：直接转矩控制是一种高性能的电机控制方法，它根据磁通和转矩的要求，直接选择逆变器的开头顺序，使电机在最佳状态下运行。本文提出了一套基于Ｔ３０Ｆ４７ＤＰＭＳ２Ｌ２０Ｓ的永磁同步电机直接转矩控制系
中图分类号：Ｐ７Ｔ２３文献标识码：Ｂ．
ＤｉｅｔｔｒｒｃｏｑｕｅｃｏｎｔｏｆｐｅｍａｎｔｍａｎｅｒｌｏｒｎｅｇｔｓｎｃｏｕｓｍｏｏｒｂａｅｎｙｈｒｎｏｔｓｄｏＴＭＳ２ＬＦ２０３０４７

基于TMS320LF2407的空间矢量脉宽调制方法的实现

个开关管开通时 ( ，或 c 为 1) ，其下半部分相对 a b
-
r e w e w 2 w e 1 e 3 s s e s e J
， I C 夕
1 2 石一 2
1 。边 2
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厂 l s e s e s e e s e s e s e e w s e L
砚 K
表 1 开关变量矢量与其对应的空间矢量 (a ， ) 子轴分量的关系表刀
C
l = 万代一 t =于抓 ) o v tZ=争长二
v挂、用巧岭来月珠” 户、表示:
一
51 (、
尹
已知一个矢量 V u ，利用 t，勺可求得 ot 和，所在的扇区，其方法如下: 定义三个参考矢量 V沃、 l r
V V V

ot Vu
b
a
a V
O
外
0
向量
0o
] V 姚妈竹铸姚
铸
0
0 0
l
l
0
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f e f e f e
1
-
V。
一， x万 V +vj
2
0 0 O
l l l l
2矶乃北珠 3 矶 /3 北
0
0
l
嵘/万儿/万一 1万嵘一 /万庵
0
0
记十
2
(6)
O O
l
0
l
一 1 珠: 3 丫 1 ‘ 3
Z SVP W M
图 1 三相电源逆变器电路结构
的工作原理
线电压矢量与相电压矢量之间的关系如下: 呱 1 l 0 a c c & - a v 一 v 0 1 刁 lh ( 0 1 C l a c v

基于TMS320LF2407A开关磁阻电机控制系统的研究及实现

北京交通大学
摘要：首先介绍了开关磁阻电机调速系统及各运行状态控制，次在分析开关磁阻电机运行原理、速特其凋
性和控制方法的基础上，出了高速变角度电压斩波控制一低速定角度电流斩波电压斩波控制的控制策略，提ＰＷＭ控制采用双闭环调节器来实现电压斩波。针对实验用３Ｗ开关磁阻电机驱动系统，０ｋ基于Ｔ公司的ＩＴＭＳ２Ｉ２０Ａ，３０４７设计了控制器的硬件电路及软件流程，Ｆ最后给出了系统在不同转速下的绕组电流及不同
ｒｎｎｏｔｇｆｅｃｈｓｎｄｆｅｅｔｓｅｄａｅｇｖｎｎｌｚｄｅｔａｄｖｌａｅｏａｈｐａｅｉｉｒｎｐｅｒａｅａｄａａｙｅ．ｆＫｅｗｏｄ；ｗｉｈｄｒｌｃａｃｔｒＤＳｈｒｗａｅｃｒｕｔｓｆｒｌｗｃａｔＰＭｈｐｉｇｃｎｒｌｙｒｓｓｔｅｅｕｔｎｅｍｏｏｃＰａｄｒｉｉｃｏｔｅｆｗａｏｈｒＷｃｏｐｎｏｔｏ
ｃｏｐｎｏｔｇｏｔｏｔｈｇｐｅｈｐｉｇｖｌａｅｃｎｒｌａｉｈｓｅｄ，ｆｅｈｎｕａｏｉｉｎｃｏｐｎｕｒｎｎ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ｐｉｇｖｌｇｏｉｄｔｅａｇｌｒｐｓｔｈｐｉｇｃｒｅｔａｄｃｏｐｎｏｔｅｃｎｘｏａ
开关磁阻电动机（Ｒ调速系统，融新型ＳＭ）是电动机结构与现代电力电子技术、控制技术于一体，兼有交流变频调速系统的电动机结构简单、坚

基于TMS320LF2407的太阳能电动车控制系统

能电动车中图分类号；ＴＫ５４１文献标识码：Ａ
文章编号：０１２７２０）７０９３１０ —２５（Ｏ６Ｏ —０２ —０
Ａｂｓｒｃ：ｃｒｎｇｔｈｅｌｔａｔＡｃｏｄｉｏｔｏｗｆｉｉｎｙｏＯ— ｅｆｃｅｃｆＳｌｒｂａｔｒｔｒｃｎｅｈｆｍａｉａｔｅｙ，ｈｅｔａｋｉｇｍｔｏｄｏｘｍｕｍｏｗ— ｐｅｏｉｏａｔｅｙａｈｅｃｎｔｏｔａｅｙｏｆｒｐｎｔｏｆｓｌｒｂａｔｒｎｄｔｏｒｌｓｒｔｇｓｌｒｖｈｉｌｓｐｒｓｎｅｔｅｉａｄｗａｅｏａｅｃｅｗａｅｅｔｄ，ｈｅｄｓｇｎｏｆｈｒｒ
ｅｅｔｏｉｌｂｌｙ２０，２：１５１９．ｌｃｒｎｃＲｅｉｉｔ，０２４１８ — １４ａｉ
［３ＣａＬｋＤＹ．ｆｃｓｏｏｄｎａａｔｒｏ４ｈｎＹＣ，ｕＥｆｔｆｎｉｇｐｒｍｅｅｓｎｅｂ
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基于ＴＭＳＦ４３Ｏ２Ｏ２Ｌ７的太阳能电动车控制系统
许志强章曙东施正荣。朱，，，拓孟昭渊。，
（．南大学，苏无锡２４２；．１江江１１２２无锡尚德太阳能电力有限公司，苏无锡２４２）江１０８
ＣｏｒｌＳｙｔｍｏｌｒＶｅｉｌｓｄｏｎｔｏｓｅｆｒＳｏａｈｃｅＢａｅｎＴＭＳ３０２ＬＦ２０４７

基于TMS320LF2407A的农网变电站主变压器的保护测控装置系统的设计

第16卷　第4期广东有色金属学报Vol.16,No.42006年12月J OURNAL OF GUAN G DON G NON 2F ERROUS METAL SDec.2006收稿日期666作者简介董爱玲(8),女,湖北黄冈人,硕士研究生文章编号:100327837(2006)0420296205基于TMS320LF2407A 的农网变电站主变压器的保护测控装置系统的设计董爱玲,凌玉华,廖力清(中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙　410083)摘　要:介绍了农网变电站主变压器的保护测控装置的特点,提出了一种基于TI 公司的DS P 芯片TMS320L F2407A 进行保护测控装置系统设计的基本方法及在设计过程中需注意的问题,同时提出了软硬件的构成.所设计的系统具有功能齐全、抗干扰能力强、反应速度快、性价比高等特点.关键词:变电站自动化;变压器测控;数字信号处理(DSP )中图分类号:TP202 文献标识码:A 随着微电子技术、计算机技术和通信技术的发展,变电站综合自动化技术也得到了迅速发展.变电站自动化系统中的保护单元有:变压器测量控制保护、线路测量控制保护、电容器测量控制保护和通信.其中对变电站主变压器的保护装置的要求较高,合理的保护和测控装置,可以使变压器的运行更加可靠[1].主变压器的保护测量控制装置的功能包括:完成主变差动、差流速断、复压过流、过负荷和其他非电量的保护;主变压器的温度、电流、电压、有功功率、无功功率的测量;有载调压档位的控制和断路器的控制操作.主变压器的保护测控装置是变电站实现自动化的基础,对提高电力传输质量和供电的可靠性,都具有至关重要的作用[2].1　系统设计根据主变压器保护测控装置的功能需求及现有的成熟技术,采用“硬件+应用软件”的系统构件来设计主变压器的保护测控装置.选择美国德州仪器(TI )公司的数字信号处理(Di git alSignal Processi ng ,简称DSP )芯片TMS320L F2407A 为主控制器,自行设计了这款芯片的接口电路,包括电源模块、模拟信号采集器、开关信号的输入输出回路、人机接口及通信模块.在软件方面,对程序设计和电量参数的采样技术进行了研究.1.1　主变压器保护测控装置的硬件设计所设计的主变压器的保护测控装置的硬件构成如图1所示.该装置以TMS320L F2407A 芯片为核心.时钟芯片向系统提供当前时间,并为保存系统参数提供空间.光电耦合器使系统的主要部分与外界电气信号无直接的电气连接,保证了系统在大电压、大电流环境下安全运行[3].由图1可见,整个硬件部分可分为7个功能模块:(1)以DSP 芯片TMS320L F2407A 为核心的处理系统,包括共享RAM ;(2)模拟信号的输入和转换电路,交流模拟量有电流信号(含三路保护)和电压信号,直流模拟量有电容器和蓄电池端电压信号及温度检测信号;(3)开关量输入输出电路,用于处理分合闸信号、分合闸位置信号及蓄电池和电容器的8:200-0-0:191-.图1　主变压器保护测控装置的硬件整体框图Fig.1　The whole har dware bloc k diagr am of the pro 2tection and mea sure installa tio ns of the main tra nsfor mere故障信号等;(4)通信模块,采用RS485通信接口及CAN 总线接口;(5)时钟模块,含非易失性RA M ;(6)键盘操作和显示模块;(7)电源模块,电压等级分别为±24V ,±12V 和±5V.1.1.1　DSP 模块该装置的核心处理芯片是采用TI 公司生产的低功耗Flash 型16位R ISC 精简指令集DSP 芯片TMS320L F2407A ,它具有程序和数据分开的哈佛总线结构、流水线操作功能和单周期完成乘法的硬件乘法器.另具有如下特点[4]:(1)采用高性能静态CMOS 技术,电源电压为3.3V ,控制器的功耗小.(2)具有32K 字节Fla sh 储存器,为多种用途的产品提供经济的可编程解决方案.基于Flash 的芯片中有256K 字节引导ROM 使在线编程更加方便.(3)高性能的10位模数转换器(ADC ),转换时间为500ns ,提供16路模拟量输入,具有自动排序功能,即使16路模拟输入量在同一期间进行转换也不会额外占用CPU 资源.(4)除了提供串行通讯接口(SCI),使之能与系统中的其他控制器进行异步通信(RS 2485)外,还提供了CAN 通信模块.另外,2407A 还提供了一个16位的同步串行外围接口芯片(SPI ),用于要求额外通信接口的系统.由此可见,TMS320L F2407A 具有低成本、低功耗、高性能的特点.　模拟量输入及转换回路变电站自动化系统所采集的主变压器的电流、电压、有功功率、无功功率及温度等信号均为模拟量.变电站自动化装置的动作速度和测量精度等都与模拟量输入电路密切相关,其主要作用是隔离、规范输入电压及完成A/D 转换,以便与CPU 接口,完成数据采集.在实际运行中,电力系统特别是配电网中的干扰比较严重,为提高抗干扰能力,模拟量的输入输出回路都需要加接隔离变压器或光电耦合器进行隔离.1.1.3　开关量输入输出回路开关量输入电路由信号调节电路、逻辑控制电路、驱动电路、地址译码电路、隔离电路等组成,其功能是将变电站所需的状态信号引入微机系统.开关量输出电路的组成基本上和输入电路是一样的.开关量输出信号主要包括跳闸出口及本地和中央信号等,一般都采用并行串口的输出来控制继电器(干簧管或密封小型中间继电器).开关量输出电路的主要作用是将CPU 送出的数字信号或数据进行显示、控制或调节.为提高抗干扰能力,开关量的输入输出回路都需要加接光电隔离器件.1.1.4　通信接口变电站主变压器的通信点多,而且分散,采用一种通信方式不能解决问题.在实际应用中,采用CAN 总线为远程通信接口,RS485为本地通信接口的混合通信方式.CAN 总线接口如图2所示.由于TMS320L F2407A 内部集成了CAN 控制器模块,所以只需在TMS320L F2407A 与CAN 总线之间加上CAN 驱动芯片82C250即可.电路中采用了光电耦合器6N137,它的作用一是提高电路的抗干扰能力,防止总线上的干扰信号窜入控制器;二是对TMS320L F2407A 与82C250之间进行3.3V 和5V 的电平转换.图3为RS485通信接口,RS485是目前最常用的串行通信方式之一.本设计基于TMS320L F2407A 的SCI 模块实现了控制器的RS485通信接口.电路中采用65LB C184作为标准的R S485总线的驱动收发芯片.由于TMS320L F2407A 采用+3.3V 供电,所以在TMS320L F2407A 与65LB C184之间需要进行电平转换,这里采用6N137光电隔离芯片进行光电隔离和电平转换5　人机接口电路本系统所需显示的信息量较大,采用液晶显示792第16卷　第4期董爱玲,等:基于TMS320L F2407A 的农网变电站主变压器的保护测控装置系统的设计81.1.2.1.1.图2　CAN 总线接口Fig.2　The inte rf ace of CAN bus图3　RS485通信接口电路Fig.3　The cir cuit of RS485communication inte rf ace器作为系统的输出设备.所选用的液晶显示器是由肇庆金鹏科技有限公司生产的OCM4X 8C 型图文液晶显示器.人机接口电路如图4所示.该液晶显示器的工作电压为4.5～5.5V ,具有睡眠、正常及低功耗工作模式TMS3L F 的工作电压是33V ,而O M X 8的工作电压为5V ,为了解决I O 口驱动电平的匹配问题,用LV 5芯片作为总线电平转换的驱动芯片.图4　液晶显示器OCM4X8C 的接口电路图 Fig.4　The inte rf ace circuit of t he LCD displayOCM4X 8C键盘接口电路如图5所示.操作人员可以通过键盘输入命令或数据,实现简单的人机通讯.为了简化硬件电路,本系统采用了非编码键盘方式,以实现参数整定值的设置和控制电路的正常运行与暂停等功能.图5　键盘接口电路F 5　T f f y 892广　东　有　色　金　属　学　报 20068.202407A .C 4C /74C424ig.he inter ace circuit o t he k e bo ar d1.2　主变压器的保护测控装置的软件设计主变压器的保护测控装置的软件系统包括:主程序、数据采集与转换模块、数据处理模块、控制输出模块和通信模块等[5].1.2.1　主程序流程分析主程序方案如图6所示.主程序在软件中是一个管理者,负责将不同功能的模块组织在一起.主程序中的初始化主要是使整个系统为正常工作做好准备,主程序主要包括:(1)初始化系统控制和状态寄存器SCSR1和SCSR2;(2)初始化实时时钟X1227,写入控制字,确定工作方式;(3)对必要的参数设置默认值,防止控制器在刚刚投入运行时,因定值未设置好而误动作.初始化完成后,主程序进入工作状态,首先判断是否需要进行定值整定,如果需要则转入定值整定模块,否则继续向下执行.在采集开关量和检测键盘的环节,如果检测到开关量变动或有按键被按下,由主程序发出信息并转入信息处理模块进行处理,信息处理的结果传送到显示打印模块进行显示和打印,否则程序向下执行信号采集与计算模块.逻辑判断模块根据电压无功的计算值和其他有关条件判断是否需要动作.当逻辑判断模块产生动作指令后,通过检测装置的出口继电器是否动作、检测变压器分接头的档位和控制电容器组真空断路器的状态,判断动作指令是否得到正确执行.如果正确执行则转入下一次循环,否则将异常信息传送到信息处理模块中进行处理,并把处理结果送显示模块.1.2.2　数据采集程序流程TMS320L F2407A内置10位ADC核心,一个采样保持器,16个模拟输入通道,模数(A/D)转换时间不超过500ns.可以对序列进行自动控制,有两个自动采样队列.利用该款DSP的定时器、捕获器和不可屏蔽中断(NMI),可实现跟踪频率变化的交流采样.在使用DSP进行数字信号处理时,用过采样技术可以提高内置A/D转换器的分辨率.实现过采样DSP的软件包括:外设初始化、三角波信号产生、数据采集、数字滤波、抽取、中断服务程序.TMS320L F2407A以其丰富的指令和较高的运算速度,为软件抗干扰提供了良好的条件.本程序采用了以下抗干扰措施软件陷阱、程序的冗余设计、软件滤波及软件“看门狗”技术这些措施的应用,有效地提高了系统的抗干扰能力图6　主程序流程图Fig.6　The f low c har t of the main p ro gra m2　结论与一般的保护系统相比,本系统具有性能稳定、精度高、抗干扰能力强等特点.设计中充分利用了高性能DSP芯片TMS320L F2407A的各种功能,使系统结构简化,能有效地解决目前农网变电站存在的问题.参考文献:[1]张明君.电力系统微机保护[M].北京:冶金工业出版社,2002:1522175.[2]南俊星.微机保护与综合自动化系统[M].北京:中国水利水电出版社,2002:64278.[3]陈宗穆.变压器原理与应用[M].长沙:湖南大学出版社,1987:2252266.[4]王致杰,王耀才,李冬,等.基于双CPU模块化设计的电力系统微机保护测控装置[J].机电安全,2003,32(3): 35240.[5]CHEN Ja m2up,YU Z hou2f ei,M E N G Xian2Ming,et al.T f MGT y f2f[]R L Y,,8()2992第16卷　第4期董爱玲,等:基于TMS320L F2407A的农网变电站主变压器的保护测控装置系统的设计8:..he design o100microp rocesso r based rela o r generato r an d trans o rmer J.E A200027:710.The design of t he pr otection an d mea sur e installat ion s of the ma in transfor merof the countr y 2net w or k transfor mer substation system ba sed onDON G Ai 2ling ,L ING Yu 2hua ,LIAO Li 2qing(School of I nf or mation Science a nd E ngineer ing ,Centr al S out h U nive rsit y ,Chan gsha 410083,China)Abstract :The cha racte ri stics of t he prot ect io n a nd measure i nst allations of t he main t ransfor mer of t he count ry 2net work t ra nsfor mer subst ation are i nt roduced ,t hen t he basic met hods to design a prot ection andmeasure i nst allations system ba sed on digit al si gnal p rocessor 2TMS320L F2407A of TI Corporat io n and t he big poi nt s i n t he proce ss are prescri bed.Finall y ,t he hardwa re block diagram a nd soft ware met hod a re al so gi ven.This syst em i s characterist ic of complete functions ,perfect ant i 2jam mi ng ,willi ng and hi gh perform 2ance price.So t he syst em has a good p racticabilit y.K ey w or ds :t ransformer substat ion automation ;t ransformer measure cont rol ;digit al si gnal proce ssing (DSP )03广　东　有　色　金　属　学　报 20068。

基于TMS320LF2407控制器的实时多任务系统研究

（Ｉ司开发的１Ｔ）公６位定点ＤＰ它运算速度快，能较强，格Ｓ。功价适宜，代码Ｃ１、２源Ｘｘ兼容，与ｘ向上兼容。Ｃ且Ｃ５
１系统总体设计
加重电路，有效抑制了码间干扰，使可靠通信距离与速率大大提高。２１Ａ通信接［设｝．．ＣＮ２ｊｆ
杨利红马旭东严佳君（东南大学自动化学院，江苏南京２０９）１０６
摘要
以ＤＰ为主控单元，计了基于Ｔ３ＯＦ４７的实时多任务ｉ统，细阐述了其软硬件设计方案，件结构，件Ｓ设ＭＳ２Ｌ２Ｏｆ，详硬软
通过Ｒ４２总线Ｓ一２
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ＤＰ与下位机ＤＰＥＲＭＳ）Ｓ￣ｔＰ）
～ … ＿ｌ妻
一圣
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传送给显示器予以
显示。系统现场单元掉电后仍能保存记录
处理器。控制器集实时处理能力和控制器设计功能于一身，该为
的产品。经比较后，本系统采用ＭＡ３９Ｘ２１
控制系统应用提供了一个理想的解决方案。目前，泛应用于图广
芯片。ＭＡ３９Ｘ２１为高
速、全双工Ｒ一２Ｓ４２收发器，通过引入预

基于TMS320LF2407的无刷直流电机伺服控制系统设计

以选择由任何一个事件管理器来触发．串行通讯接口（Ｃ）块，６位的串行外设（Ｐ）口模块，０ＳＩ模１ＳＩ接４
个可单独编程的通用输人／出引脚（ＰＯ）以及输ＧＩ，５个外部中断（个电机驱动保护、位和两个可两复屏蔽中断）．等利用Ｔ３０Ｆ４７的这些特点，ＭＳ２Ｌ２０Ａ可实现伺服驱动系统的功能，用ＳＩ使Ｃ模块接收上层主机发出的参考输入和控制命令、响应上层主机的查询命
电机的直流母线上电流，现对Ｐ实ＷＭ波进行相应的调节；防止电机过流发生故障．这里要注意的是，当要获取采样电流时，出Ｐ输ＷＭ波的通用定时器要采用连续增减模式，周期匹配事件启动ＡＣ在Ｄ
组成：运算放大电路和隔离电路．所使用的芯片是
最常用的Ｌ２该芯片最主要的好处是单电源供Ｍ３４，
电，电电压可以从３～３这样给芯片供电带供２Ｖ，来方便，而且性能稳定，用方便，使电路简单．级前为放大电路，同相输人端输入电压信号，经过运算放大在１号端口输出，放大的倍数为（所１＋Ｒ／５Ｒ）第二级为电压跟随器，到隔离和匹配的作４．起用，它也是同相输入端输入，于同相输入端的输对
案，实现整个控制系统更优性能打下基础．

基于TMS320LF2407的光伏并网逆变器的研究

Ａｂｔｃ：ｈｅｉｒｊｔｆｉｇｅｐａｅｉｃｒｏａｄｉｖｒｒａｅｎＴＳ２Ｆ４７ｉｐｅｅｔｃｏｉｇｔＰｓａｔＴｅｄｓｎｐｏｃｏｎｌ－ｈｓｎｏｒｔｅｅｓｄｏＭ３０２０ｒｓｎｅａｃｒｎＶｒｇｅｓｐｅｎｔｂｓｄｄｏ
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第９卷第１２期
２００６年ｌ２月
圣涤艘石阉
ＰＷＥＲＳＰＹＴＣＨＮＯＬＯＵＰＬＥＯＧＩＳＡＥＮＤＰＩＡＴＯＮＳＡＰＬＣＩ
Ｖｏ．．２１Ｎｏ１９
ｔａｋｅｏｔｇｔｏｔｓｅｄｓａｅｅｒｒｂｅｏｃｒｎｒｃｏｔｏｌｒｉａｌ，ｔｅｒｓｌｓｏｎｏｏａｅｒｃｓｎｔｖｌｅｗｉｕｔａｙ－ｔｔｒｏｙｚｒｕｒｔｔｋｃｎｒｌ．Ｆｎｌａｈｅａｅｙｈｅｕｔｈｗｓｉｃｒｒｔｄｐｉｖｒｒｃｎｑｉｋｙａｄｓａｉｒｃｏａａｔｒｘｍｕｐｗｅｎｅｄｓｎｓｉａｕｒｎｖｆｒｉｔｅ，ｎｅｅｓｕｃｌｎｔｄｌｔｋｓｌｒｂｔｙｍａｉｍｏｒａｄｓｎｉｕｏｄｌｃｒｅｔｗａｅｏｍｎｏｎｔｔｅｙａｅｗｈｃｓｔｅｓｍｅｆｑｅｃｎｈｓｓｎｔｏｔｇ．ｈｙｔｍａｅｈｇｖｒｅｆｉｎｙａｄｒｌｂｌｙｉｈｉｈａｒｕｎｙａｄｐａｅａｅｌｅＴｅｓｓｅｖａｅｈｖｉｈｉｅｆｃｅｃｎｅｉｉｔｎｔｉａｉＫｅｗｏｄ：ｎｏｏａｅｖｒｒＭＳ２Ｌ２０；ＭＰＴ；Ｐｐｗｒｇｎｒｔｎｙｒｓｉｃｒｒｔｄｉｅｅ；Ｔ３０Ｆ４７ｐｎｔＰＶｏｅｅｅａｉｏ

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一种基于TMS320LF2407的并网逆变器控制策
略
在分析倍频式SPWM并网逆变器电压相量图的基础上，提出了一种基于
TMS320LF2407DSP芯片作为控制器的并网逆变器实现方案。

该方案实现简单，控制方便，相关的实验波形验证了该方案的正确性。

0 引言
为了解决即将到来的能源危机，开发绿色的、可持续的新型能源已成为近年来的研究焦点。

其中，能馈系统和光伏系统的研究与设计已取得一定成绩，而并网逆变器（又称有源逆变器）作为它们与电网的接入口，扮演着极重要的角色。

本文介绍一种采用TI公司TMS320LF2407DSP芯片实现的电压型单相全桥并网逆变器，该逆变器基于电压相量图的间接电流控制，输出为单位功率因数，而且确保了其能量只能从逆变器到电网的单向流动，从而避免了能量倒灌带来的逆变器功率器件的损坏。

该方案控制简单，稳定性好，具有较好的应用效果。

1 控制策略及其实现
1.1 并网逆变器主电路
图1为并网逆变器主电路框图。

图中，高压直流一般由低压直流（例如，光伏系统中的蓄电池组，电子模拟负载系统中的电源模块输出）经过DC/DC升压后得到，幅值在400V左右，且电压波动范围不大。

逆变器输出和电网之间的电感L1，用于滤除高次谐波电流，平衡逆变器和电网基波（50Hz）之间的电压差，是整个系统控制策略的关键所在。

这样的电路结构具有体积小，电流应力小，畸变率小的优点，而且集中控制简单。

图1 并网逆变器的主电路框图
1.2 并网逆变器电压相量图分析
在功率因数为1的条件下，基波电压向量可由图2表示。

图中Ua为逆变器输出电压的基波有效值，UL为电感L1两端电压的基波有效值，UN为电网电压。

图2 Ua、UL和UN相量图
超前角度β=β1固定不变时，设逆变器工作在p2n2点，送至电网的功率为Po，由图2的关系可知，Po=UNIN，UL=INωL1，据三角函数关系有
tanβ1=PoωL1/UN2（1）
可见，在电感数值和电网电压确定的条件下，依据给定的功率，可以确定超前角度β1，即可以确定逆变器控制信号的相位。

设电网电压在n2点为标准220V，当它降低（从n2到n1）或升高（从n2到n3）时，逆变器的输出电压也随之变化（从p2到p1或从p2到p3），可以保证工作在单位功率因数，当然送出的功率也会变化。

由于电网电压波动不大，因此功率变化不会很大。

这个调节过程的关系也可以由图2得出
Uacosβ1=UN（2）
由SPWM逆变器有
Ua=mUd/（3）
式中：m为调制比；
Ud为逆变器输入侧直流母线电压。

由式（2）和（3）得
m=UN/Udcosβ1（4）
从而可知，超前角度不变时，根据实时检测到的直流侧电压和电网电压，改变调制比m，可以使得电路在直流母线电压和电网电压波动时，一直工作在单位功率因数。

当β从β1增大到β2时，其它条件不变，功率会随之增大，其变化关系可以由式（1）确定。

因此，我们可以通过外围电路设定β值，从而达到功率调节。

1.3 控制单元框图
如图3所示，控制单元上主要是通过外围检测电路和相应的软件算法来实现的。

软件的实现在后文中阐述。

其中DC/DC的控制与保护部分可以与逆变部分分开，但由于DSP 的资源比较丰富，可以利用同一块DSP来处理。

图3 控制单元框图
由于主电路与电网没有隔离，则控制单元须全部与主电路隔离。

电网电压的检测可通过工频采样变压器实现，但直流电压的检测相对要困难。

这里采用线性光耦来达到采样和隔离的目的，这就要求线性光耦的线性度非常高。

采样电路如图4所示。

图4 直流母线电压采样电路
本电路采用TIL300线性光耦，经采样隔离后的值送至DSP的AD转换通道。

由图4所示电路可知，AD采样值Vo=k3(R6/R4)VBUS，其中k3是光耦的电流传输系
数。

电网过零检测主要是利用DSP的CAP捕捉单元来实现锁相。

以检测到的过零时刻作为基准，控制脉冲超前此基准时刻β角度。

过流及电网过大波动的保护是由电流间接控制，为电流开环控制，因此，应根据所需的功率大小以及器件的额定值设好保护点。

当发生过流时，通过保护电路封锁逆变控制脉冲，并断开主电路，使逆变器脱离电网。

当检测到的电网电压超出波动范围时，也使逆变器停止工作，并给出相应的故障指示信号。

2 软件设计与实现
逆变器的控制方式是在文献[2]中的倍频式SPWM基础上，结合DSP的PWM输出特性产生的,如图5所示。

实际中，三角波的频率与工频的比值为240，为简单起见，图5中的比值为12。

图5 开关器件的驱动波形和逆变器输出波形
波形生成过程如下：DSP的通用定时器1采用连续增/减计数模式，而且在定时器下溢中断后立即装载比较寄存器CMPR1和CMPR2的值，CMPR1决定ug1和ug4，CMPR2决定ug3和ug2。

在DSP的数据存储区有一90°的正弦表，对应360个点，此表作相应调整可以产生90°～360°的正弦值，而装载值是在每个三角波中心时刻所对应的正弦值。

在一个工频周期，定时器1产生240次下溢中断，设第M次中断时装载的值对应正弦表中第K个值，在4个不同的象限时，M和K的关系如下：
K=（5）
M的初值决定图2中超前角度β的大小。

例如，M=0表示β=0；M=4，则表示β=6°，因此，我们可以通过改变M的初值实现功率调节。

市电过零检测对应的CAP捕捉中断子程序中设定所需的M初始值。

由图6可以看出，在0～180°之间，CMPR1在M为偶数时装载查表所得值，PWM 输出产生跳变，而在M为奇数时装载大于周期寄存器里面的值，使之不产生跳变；CMPR2与之相反，在180°～360°之间时，CMPR1和CMPR2的装载情况刚好与前面相反。

这就带来在180°和240°时存在输出方式的变换，如在M=120(即180°)时，ug1由低有效变为强制低，而当M=121后，全部是高有效。

而ug3在M=120时先强制低，紧接着高有效。

这需要作特别处理。

图6 定时器中断子程序流程图
由于调制比m随着直流母线电压和电网电压的波动而改变，所以，通过查表结果装载到CMPR1和CMPR2的值还必须乘以m的值。

3 实验波形
结合上述控制策略，设计了一台输出功率为2kW的并网逆变器，400V的直流电压由一直流模块提供，功率管采用富士电机的1MBH60D-100型号的IGBT，L1为5mH。

图7（a）是电网电压和逆变器输出电流波形（为了便于观看，电流信号反相），图7（b）是电感上的电压波形。

（a）uN与－iL1波形
（b）uL1波形
图7 实验实测波形
4 结语
逆变器可以很好地工作在单位功率因数的工况下，而且在电网波动和直流侧波动时具有很好的稳定性。

此控制方法具有控制简单，电流畸变小的优点，具有一定的应用前景。