[实用新型]一种现代电力电子技术实验平台

权利要求书

1.一种现代电力电子技术实验平台，其特征在于：其包括公共系统平台、直流斩波及软开关电路、单端正激/反激及单相APFC整流电路、单三相可控整流电路、单三相逆变和变频电机控制电路、上位机；

所述的公共系统平台由三相交流电源、负载、交直流仪表、低压直流电源组成；

所述的直流斩波及软开关电路、单端正激/反激及单相APFC整流电路、单三相可控整流电路、单三相逆变和变频电机控制电路分别包括DSP核心板TMS320F2812和相应的实验电路，各实验电路连接公共系统平台，各实验电路输出经电压电流信号隔离电路连接数据采集电路，数据采集电路的信号经核心板处理后，控制信号依次经PWM信号输出电路、PWM信号隔离驱动电路输入到实验电路中；各DSP核心板经通信模块连接上位机。

2.根据权利要求1所述的现代电力电子技术实验平台，其特征在于：所述的单三相逆变和变频电机控制电路的实验电路包括整流电路、可控全桥逆变电路、负载电感和电压电流检测电路，整流电路的输入端与公共系统平台的三相交流电源连接，整流电路的输出端与可控全桥逆变电路连接，PWM信号隔离驱动电路连接可控全桥逆变电路，电压电流检测电路分别与可控全桥逆变电路和电压电流信号隔离电路连接。

3.根据权利要求1所述的现代电力电子技术实验平台，其特征在于：所述的直流斩波及软开关电路包括：

系统保护模块，用于实现过压保护、过流保护、欠压保护、过载保护和死区保护，使系统工作更安全和稳定；

直流斩波控制模块，用于检测电压电流，生成控制信号开关波形；

软开关控制模块，通过AD转换器实现电压、电流的测量，分析检测信号计算出当前控制脉宽初始位置及宽度，利用PID算法实现输出电压的闭环调节；

电压电流检测模块，采用定时器触发中断采样被测信号，并计算当前电压、电流和实时功率数据，通过一阶惯性滤波器滤除干扰信号，得到稳定的测量值；

USB通信模块，使核心板与上位机之间通过高速中断的方式进行交互数据；

人机界面模块，用于选择功能和下传控制命令及显示电压、电流、功率数据，实时波形采集，对数据进行保存、恢复及分析。

4.根据权利要求1所述的现代电力电子技术实验平台，其特征在于：所述的单端正激/反激及单相APFC整流电路包括：

系统保护模块，用于实现过压保护、欠压保护、过流保护、死区延时、软启动、过载保护；

单端正/反激模块，根据给定的电压值启动软启动模块，检测当前电压的反馈值，由PID控制器控制当前电压，实现闭环电压控制，同时采用电流截止负反馈的限制系统的最大输出电流，防止系统过载损坏；

APFC整流模块，通过检测当前整流电路的输出电流和系统电源的相位进行判断，开通整流功率管的占空比，使系统的整流电流接近正弦值，得以提高整流电路的功率因数，实现绿色电源的功能；

数据采集模块，采用定时器触发中断采样被测信号，并计算当前电压、电流数据，通过一阶惯性滤波器滤除干扰信号，得到稳定的测量值；

USB通信模块，使核心板与上位机之间通过高速中断的方式进行交互数据；

人机界面模块，用于选择功能和下传控制命令及显示电压、电流、功率数据，实时波形采集，对数据进行保存、恢复及分析。

5.根据权利要求1所述的现代电力电子技术实验平台，其特征在于：所述的单三相可控整流电路包括：

系统保护模块，用于实现过压保护、过流保护、欠压保护、过载保护和死区保护，使系统工作更安全和稳定；

单相可控整流模块，通过检测单相交流电源的相位，确定控制脉冲的起始时刻，通过给定信号与检测电压的比较确定脉冲的宽度，控制整流电压的大小；

三相可控整流模块，通过检测三相交流电源的相位，确定控制脉冲的起始时刻，通过给定信号与检测电压的比较确定脉冲的宽度，控制整流电压的大小；

电压电流检测模块，采用定时器触发中断采样被测信号，并计算当前电压、电流和实时功率数据；通过一阶惯性滤波器滤除干扰信号，得到稳定的测量值；

USB通信模块，使核心板与上位机之间通过高速中断的方式进行交互数据；

人机界面模块，用于选择功能和下传控制命令及显示电压、电流、功率数据，实时波形采集，对数据进行保存、恢复及分析。

6.根据权利要求1所述的现代电力电子技术实验平台，其特征在于：所述的单三相逆变和变频电机控制电路包括：

系统保护模块，用于实现过速保护、欠压保护、过压保护、过流保护、和死区保护，使系统工作更安全和稳定；

单三相逆变模块，通过EVA模块产生单三相SPWM逆变控制信号，分别驱动四个和六个IGBT功率管，同时通过PID控制模块实现电压的稳定控制；

交流电机控制模块，将交流电机SPWM、SVPWM、空间矢量、磁场定向的控制算法下传到DSP核心板，通过DSP的EVA模块实现SPWM控制信号的形成，通过双闭环的形式达到异步电机的转速调节；

直流电机控制模块，通过AD转换器实现电压、电流、转速的测量，分析检测信号计算出当前控制脉宽初始位置及宽度，利用神经网络PID算法实现转速、电流PID参数自适应调节；

USB通信模块，使核心板与上位机之间通过高速中断的方式进行交互数据；

人机界面模块，用于选择功能和下传控制命令及显示电压、电流、转速数据，实时显示SPWM波形的以及电机的正弦电压、电流信号，对数据进行保存、恢复及打印。