CAN總線(xiàn)在基于DSP 的逆變器并聯(lián)運行控制中的應用
采用模塊化的逆變電源并聯(lián)運行構成大容量的備用電源系統具有一系列優(yōu)點(diǎn):首先從使用者的角度來(lái)看,第一是擴容方便,因而在系統設計選型時(shí)可以比較隨意;第二是維護簡(jiǎn)便,當某個(gè)模塊發(fā)生故障時(shí)只需用新模塊將其替換下來(lái)即可,而不影響系統的輸出,因而在使用過(guò)程中可以節約人力物力。其次從生產(chǎn)者的角度來(lái)看,標準化的模塊便于生產(chǎn)的規?;?從而更容易降低產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)和調試成本,提高競爭力。
1 逆變器并聯(lián)運行控制的方法
逆變器是直流輸入、交流輸出的電能變換器。多個(gè)逆變器并聯(lián)運行時(shí)必須保證各逆變器的交流輸出電壓保持嚴格的同頻率、同相位和等幅值,否則就會(huì )在不同逆變器之間產(chǎn)生環(huán)流,從而降低系統的輸出容量,甚至燒毀逆變器。然而,絕對的同頻、同相和等幅值是無(wú)法實(shí)現的,因而有必要對環(huán)流進(jìn)行分析,從而找出抑制環(huán)流,確保系統運行穩定、安全的控制措施。理論分析表明:并聯(lián)系統中各單元的輸出電壓的相位差主要造成有功功率的差異,使得在各并聯(lián)單元之間形成有功環(huán)流;而輸出電壓的幅值差則主要導致無(wú)功功率的差異,使各并聯(lián)單元之間形成無(wú)功環(huán)流;而且如果兩個(gè)逆變器之間的相位差很小的話(huà),可以近似認為有功功率差與相位差成正比,無(wú)功功率差與幅值差成正比。
由此出發(fā),目前有兩種均流控制方法:一種是以各模塊的平均無(wú)功功率作為每個(gè)模塊無(wú)功功率的給定值,求出偏差并以此為據調整模塊輸出的幅值;以各模塊的平均有功功率作為每個(gè)模塊有功功率的給定值,求出偏差并以此為據調整模塊輸出的相位角。另一種均流控制方法是:采用“基于搶占與并發(fā)的同步控制方式” 控制各并聯(lián)單元的輸出相位(這種方法可以達到很高的同步精度,使得系統中的有功環(huán)流可以忽略不計) ,然后直接依據各單元的輸出電流與系統平均輸出電流的偏差調節各單元的輸出電壓幅值,以實(shí)現各模塊輸出的均流和負載的均衡分配。
顯然,無(wú)論采用哪一種方法進(jìn)行均流控制,都必須保證在各并聯(lián)單元之間有穩定、可靠的數據通訊。在這方面,現場(chǎng)總線(xiàn)CAN 無(wú)疑是非常適合的。
2 CAN總線(xiàn)的特點(diǎn)介紹
控制器局域網(wǎng)CAN (Cont roller Area Network)最初是為汽車(chē)的監測、控制系統而開(kāi)發(fā)的一種串行通信協(xié)議。由于它具有良好的功能特性、很強的抗干擾能力和極高的可靠性,所以在各種監測、控制系統中獲得了廣泛的應用。
2. 1 CAN總線(xiàn)的特點(diǎn)
具體來(lái)講,CAN具有如下特點(diǎn)
?、俳Y構簡(jiǎn)單,只需兩根信號線(xiàn),介質(zhì)可以采用雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光導纖維。
?、谕ㄐ欧绞届`活,以多主方式工作,網(wǎng)絡(luò )上的任意一個(gè)節點(diǎn)均可以在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò )上的其他節點(diǎn)發(fā)送信息。
?、劬W(wǎng)絡(luò )上的節點(diǎn)信息可以分成不同的優(yōu)先級,從而滿(mǎn)足不同的實(shí)時(shí)性要求。
?、懿捎枚處袷酵ㄐ?每幀最多8個(gè)字節數據,不會(huì )占用總線(xiàn)很長(cháng)時(shí)間,從而保證了通信的實(shí)時(shí)性,同時(shí)也可以滿(mǎn)足通常的工業(yè)控制領(lǐng)域中的數據通訊要求。
?、莶捎脽o(wú)破壞性的基于優(yōu)先權的總線(xiàn)仲裁技術(shù),當兩個(gè)節點(diǎn)同時(shí)向總線(xiàn)上發(fā)送數據時(shí),優(yōu)先級低的節點(diǎn)主動(dòng)停止數據發(fā)送,而優(yōu)先級高的節點(diǎn)可以不受影響地繼續發(fā)送數據。
?、尥ㄐ啪嚯x可達10 km(速率5 kb/s以下) ,通訊速率可達1 Mb/s(距離40m以下) 。
?、卟捎肅RC校驗,并且提供了相應的錯誤處理機制,從而保證了數據通信的可靠性。
2. 2 CAN協(xié)議的數據幀格式
一個(gè)有效的CAN數據幀由幀起始、仲裁域、控制域、數據域、校驗域、應答域和幀結束組成。在CAN2.0B中存在兩種不同的幀格式,它們的區別在于標識符的長(cháng)度不同:標準幀的標識符有11位,擴展幀的標識符有29位。標準幀的結構為圖1 所示。

圖1 標準幀的結構
評論