基于TMS320C32的直流侧有源电力滤波器的控制器

器LTS6-NP采集直流线路上的电流。直流侧有源电力滤波器样机系统的总体结构如图1所示。
　　
　　2基于DSP的有源电力滤波器控制系统结构
　　
　　TMS320C32是浮点DSPTMS320C3x的系列产品，工作频率为40MHz；哈佛总线，并且拥有独特的指令结构、硬件乘加运算；外部存储空间有256K×32Bit的FLASH、2K×8Bit的NVRAM和256K×32Bit的SRAM。
　　
　　选用TMS320C32的原因主要是定点DSP小数点定标变化困难，数据容易溢出，需要做繁琐的前期数值仿真来估计数据溢出的范围，而TMS320C32是浮点DSP，有效数据空间大，数值算法实现就简单多了。
　　
　　基于DSP的控制板的硬件结构如图2所示。
　　
　　
　　
　　
　　3程序流程
　　
　　主程序流程如图3所示。
　　
　　为了提高控制系统的可靠性，在样机主控制程序中加入了自检功能。主控制程序流程如图4所示。
　　
　　控制系统工作流程如下：系统上电复位后，TMS320C32首先进行初始化，定时器开始计时，计时时间到，进入A/D中断，程序自检，如果程序跑出了设定的范围，则返回入口处重新执行；否则，读取A/D采样的数据，将A/D采样得到的整形量转变为浮点标么值，通过谐波分离算法，将信号中的交流分量提取出来，交流分量乘以调节系数得到调制信号，将此调制信号送给PWM电路进行调制，得到有电源电力滤波器主电路的开关管IGBT的控制信号，此控制信号经过IGBT驱动电路放大后，控制IGBT的通断，产生需要补偿的谐波电流。
　　
　　4仿真结果
　　
　　对上述控制算法在样机系统模型上进行了计算机仿真。补偿前直流线路上的电流波形形如图5所示。补偿后线上的电流如图6所示。
　　
　　从图5、图6的对比可以看出，有源电力滤波器的滤波效果是非常明显的。由于有源电力滤波器处理的信号特点和一些技术上难以克服的困难，日本等研究有源电力滤波器比较早的国家提出有源电力滤波器的性能指标，要求有源电力滤波器补偿的谐波份量占总谐波的75%及以上。从仿真结果来看，该有源滤波器的补偿效果高达93.9%。
　　
　　图7和图8给出总谐波畸变率（TotalHarmonicDistortion，即THD）的对照图。在交流系统中，总谐波畸变率定义为所谐波有效值之和与基波分量有效值的比值。样机系统是面向直流的系统，系统中没有基波分量，对于总谐波畸变率的计算相应地变为所有谐波有效值之和与直流分量的比值。图7是补偿前的总谐波畸变率，图8是补偿后的总谐波畸变率。补偿了总谐波含量的90%以上，达到了有源电力滤波器的基本要求。
　　
　　文中对TMS320C32应用于直流侧有源电力滤波器的控制进行了完整的介绍。基于TMS320C32实现直流侧有源电力滤波器的控制，具有速度快、功能强、可编程、易调试的优点，有着广阔的应用前景。
　　
　　
　　
　　
　　
　

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