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巴赫曼CM202 如果陷波頻率與相電流頻譜的邊帶相同,就能非常有效地衰減逆變器開(kāi)關(guān)噪聲。舉個(gè)例子,考慮逆變器開(kāi)關(guān)頻率fsw為 10 kHz,ADC調(diào)制器時(shí)鐘fM為8 MHz,抽取率DR為800。這樣,陷波頻率為n × 10 kHz,響應(yīng)如圖10所示。注意每個(gè)邊帶是如何被陷波衰減的。
sinc濾波器的某些硬件實(shí)現(xiàn)方案不支持高抽取率,因而無(wú)法將極點(diǎn)/零點(diǎn)置于PWM頻率。另外,與高抽取率相關(guān)的濾波器群延遲可能也是無(wú)法接受的。在圖10所示例子中,800的抽取率和 8 MHz的調(diào)制頻率產(chǎn)生的延遲為150 μs。
另一種方法是讓sinc濾波器以較低抽取率運(yùn)行,然后在軟件中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理。仍然假設(shè)fsw = 10 kHz且fM = 8 MHz,一種可能的方法是讓硬件sinc濾波器以200的抽取率運(yùn)行,因此,數(shù)據(jù)速率為8 MHz/200 = 40 kHz。這一數(shù)據(jù)速率對(duì)電機(jī)控制算法而言太高,可以引入一個(gè)軟件濾波器,將數(shù)據(jù)速率降至10 kHz。這種濾波器的一個(gè)例子就是抽取率為4(相當(dāng)于4個(gè)樣本的移動(dòng)平均值)的一階sinc濾波器。其配置如圖11所示。
圖11. 硬件和軟件sinc濾波器組合
硬件濾波器以高于控制算法需要的速率輸出數(shù)據(jù),因此,軟件濾波器給信號(hào)增加的延遲非常小,遠(yuǎn)小于直接使用硬件濾波器進(jìn)行抽取以降低至控制算法更新速率這種情況下的延遲。此外,sinc1濾波器仍會(huì)在相電流頻譜的所有邊帶處設(shè)置一個(gè)陷波頻率。故而,對(duì)逆變器產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)噪聲進(jìn)行有效衰減的優(yōu)勢(shì)仍然存在。
濾波技術(shù)可以與分離反饋路徑方法一起使用。由于硬件和軟件sinc濾波器組合提供非常高的衰減,但會(huì)給電流反饋帶來(lái)一定的延遲,因此濾波技術(shù)最適合于I路徑。
實(shí)現(xiàn)和測(cè)試
本文所述的概念已在ADI公司的一個(gè)400 V電機(jī)控制平臺(tái)上得到實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證,如圖12所示。電源板提供110 VAC/230 VAC通用輸入電壓、boost功率系數(shù)校正以及5 AMPS額定連續(xù)電流的三相IGBT逆變器。電機(jī)為帶遞增編碼器反饋的Kollmorgen AKM22三相PM伺服電機(jī)。用于電流反饋的Σ-Δ ADC為AD7403。Σ-Δ ADC與處理器ADSP-CM408直接接口,后者內(nèi)置sinc濾波器,支持本文所述的技術(shù)。
圖12. 用于評(píng)估的硬件平臺(tái)
盡管缺少明確定義的采樣時(shí)刻,但Σ-Δ轉(zhuǎn)換可用來(lái)測(cè)量電機(jī)電流而不會(huì)有混疊效應(yīng)。本文所述技術(shù)可將sinc濾波器對(duì)PWM信號(hào)的脈沖響應(yīng)正確對(duì)齊。以PI控制器為例,本文說(shuō)明可以調(diào)諧兩個(gè)并聯(lián)sinc濾波器來(lái)滿足控制算法的要求,從而改善帶寬和穩(wěn)態(tài)性能。
最后,本文討論了如何精心定位sinc濾波器零點(diǎn)以幫助消除電流反饋中的開(kāi)關(guān)噪聲。所有這些概念都在一臺(tái)驅(qū)動(dòng)永磁電機(jī)的400 V逆變器上得到了實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。
巴赫曼CM202 華銳SL1500/77風(fēng)機(jī)備品備件
華銳SL1500/82型風(fēng)機(jī)備品備件
風(fēng)機(jī)機(jī)型華銳SL1500/82
新疆金風(fēng)GW77/1500 型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組
新疆金風(fēng)S50/750 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組
3MW風(fēng)力發(fā)電機(jī) 3MW風(fēng)機(jī)機(jī)艙柜
SCS溫度模塊 PTAI 216:bachmann XE82風(fēng)機(jī)
模擬量輸入/輸出模塊 AIO288廠家:bachmann:適用于XE82風(fēng)機(jī)
FL1500風(fēng)機(jī)
金風(fēng)1.5MW風(fēng)機(jī)
SCS溫度模塊 Bachmann PTAI 216 數(shù)量1
CAN總線從模塊CS200/N 內(nèi)帶ISI222、AIO288、DIO248的驅(qū)動(dòng)程序以及和CM202的通訊程序
編碼器接口模塊 ISI222 數(shù)量1
全新原裝華銳風(fēng)機(jī) WTCBA200A crowbar 正品保障windtec
2 主控制器WT98 ABB/WT98 07KT98 個(gè) 1 3
主控制器WT97 ABB/WT97 07KT97 個(gè) 1
4 巴赫曼PLC(塔基) 整套 個(gè) 1
5 PLC-電源模塊 24VDC/68W NT255 個(gè) 1
6 PLC-中央處理器模塊 128MB MPC240 個(gè) 1
8 PLC-數(shù)字I/0模塊 24VDC/1A DIO216 個(gè) 1
9 PLC-溫度記錄模塊 24VDC PTAI216
PLC模塊/通訊RS204
PLC模塊/網(wǎng)口EM203
PLC模塊DI232
PLC模塊DO232
角度控制元件 ISI222
PLC模塊CM202
光纖傳輸接口模塊 FS211/N
人機(jī)界面(觸摸屏)|WT205 LX700/DD256/CF512/VX
巴赫曼人機(jī)界面(觸摸屏)WT205 LX800/DD512/CF512/VX
巴赫曼人機(jī)界面(觸摸屏)|WT205 LX700/DD256/CF512/VX||
巴赫曼WT205/T/BE1/LX7人機(jī)界面
24V電源模塊 NT255
MPC240控制器 MPC270
數(shù)字量輸入輸出模塊 DIO280
數(shù)字量輸入輸出模塊 DIO232
模擬量輸入輸出模塊 AIO288
DP模塊 DPM200
背板 BS212
編碼器模塊 IS1202/IS1222
FAST-BUS 模塊 FM211
風(fēng)機(jī)PL模塊ISI222 機(jī)艙
風(fēng)機(jī)PL模塊MX213 機(jī)艙
風(fēng)機(jī)PL模塊FM211 塔基
DIO248
DIO280
RS204
DI232
NT255
MPC240
FM211
DIO216
PTAI216
FS211/N
EM203
CM202
DPM200
DO232
DI232
AIO288
ISI222
RS204/T
BS208
BS207
BS205
BS212
ISI202
CNT204/R
ME203/CNW
MPC240
CNT204/H
BS206
MX213
DIO232
DIO264
LM201
FS221/N
巴赫曼CM202