[发明专利]一种电力电子控制仿真系统

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种电力电子控制仿真系统。

背景技术

功率变换装置是新能源整体装备中的重要环节，在功率变换过程中，变换 装置具有直流、交流，高压、低压等多电压特点，同时电力电子装置在工作期 间可能存在过电压、电压不平衡、低电压穿越、谐波等问题，不便实时观察调 试过程中的实时信号。

电力电子领域中，大多采用半导体开关器件作为控制装置，需MCU产生 PWM波来控制开关管的开通和关断，而MCU在挂起时，I/O口的状态不确定， 导致PWM波的状态不可控，从而使得设计者不能实时监测MCU的中间过程 控制变量。同时因MCU本身内部存储空间有限，当采用智能控制算法时，可 能会导致存储空间不足或程序运行过慢，直接影响算法的执行效率。

现有技术中，一般是基于TMS320F240DSP来设计实验平台，通过DS1104 的数据接口与PC机实现数据通信。虽然用户可以通过该实验平台上对异步电 机、永磁或电励磁同步电机、无刷直流电机等实现实时控制，可以与实际控制 器、实际电机、实际电力电子变换器等系统直接相连，构成硬件在回路仿真测 试或快速控制原形系统，实现电力电子与电力传动系统进行测试、教学与实训。 但PC机与dSPACE之间的数据接口传递的信息为C代码，导致系统的执行效 率变慢，从而导致系统的实时控制性能不高，同时不能在上位机上实时观察控 制过程中涉及到的中间过程控制变量。并且，基于dSPACE的电气实时控制实 验平台主要用于验证，当系统被投身到实际工程应用领域时，过程比较繁琐。

基于此，开发一种具有实时性的智能控制系统硬件在线实验平台就显得尤 为重要。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种电力电子控制仿真系 统，用于解决现有技术中电力电子控制仿真系统数据接口之间传输数据包的冗 杂性导致数据传输效率低且不能实时观察控制过程中所有中间过程控制变量的 技术问题。

本发明提供一种电力电子控制仿真系统，所述系统包括：

信号采集器，用于采集被测信号，并将所述被测信号转换为模拟电信号；

信号调理电路，用于对所述模拟电信号进行放大滤波；

数字信号处理器(DSP，DigitalSignalProcessing)，用于将所述模拟电信号 转换为数字电信号，并对所述数字电信号进行运算处理，输出至少第一路信号；

功率驱动电路，用于根据所述第一路信号控制功率变换主电路的开通或关 断；

上位机，用于实时显示所述DSP对所述数字电信号进行运算处理时的中间 过程控制变量的值。

上述方案中，所述DSP还输出第二路信号；其中，所述上位机还用于对所 述第二路信号进行智能算法处理，获取控制结果，并将所述控制结果传送至所 述DSP中。

上述方案中，所述DSP还输出第三路信号；所述系统还包括：示波器；其 中，所述示波器用于显示所述第三路信号的波形。

上述方案中，当所述被测信号为数字信号时，所述DSP通过I/O口采集所 述数字信号，对所述数字信号进行运算处理。

上述方案中，所述系统还包括：接口电路；其中，

所述接口电路用于实现所述DSP与所述上位机之间的双向通信接口的电平 匹配。

上述方案中，所述DSP为TMS320F28335芯片。

上述方案中，所述控制器中的ePWM模块根据所述第一路信号输出PWM 波或SVPWM波。

上述方案中，所述非电信号包括：温度、光强、转速及转矩。

上述方案中，所述功率变换主电路包括：开关器件。

上述方案中，所述控制变量包括：

电机的电流环、速度环及位置环的控制角度和控制弧度；光伏太阳能电池 板接收到的光照温度、光强及最大功率；非线性负载上的电压、电流、有功功 率及无功功率；电网上的电压、电流。