PI算法在变频恒流电源中的应用

　　O引言

　　变压器是电网翰配电环节中的重要设备，采用机械振动频响法诊断变压器绕组故障时需要有稳定的变频恒流源，变频恒流源的设计思路是AC-】X)AC，即交流电经过整流和逆变，通过PWM调制的方式控制逆变后的翰出频率和输出电压，并采用负反馈方式使负载电流跟踪给定电流，实现恒流。

　　1系统设计

　　1.1系统总体设计

　　所设计的变频电源用于变压器激振实验.实验时，采用电机控制中常用的SPWM技术为控制方法[，]，以Tl公司的TMS32oF2812作为控制芯片[2]，其产生的控制信号通过光藕驱动IPM智能功率模块，由此实现变频电源。上位机通过SCI通讯给DSP设置参数，同时，通过在负载端设t的电流传感器采集电流信号，以此反馈实现恒流控制。系统的总体框图如图1所示。

　　1.2硬件电路设计

　　整流部分采用不可控整流，逆变部分采用DSP2812芯片进行控制.DSP主控板包含了电源模块、晶振、AD模块、信号调理模块、串口通信模块(SCD等.

　　智能功率模块(护M)选用三菱公司的P加n50CLA120。该模块内置过流、短路、控制电源欠压和过热等保护电路，结构筒单，控制可靠，极大的简化了硬件设计工作。IPM与整流桥均配有相应的散热器，其中IPM还配有浪涌吸收电容。

　　主电路是典型的AC~以二一AC逆变电路，将输人的三相交流电经整流、滤波后供给IPM，逆变后翰出单相交流电。同时，系统需要采集直流母线电压、负载端电流等，因此配备了相应的传感器及信号调理电路。

　　在搭建硬件电路时，需考虑寄生电容、电感的影响，因此尽可能的采用粗导线，并尽量缩短器件间的距离.整流桥和逆变桥、DSP控制板分别如图2、图3所示。

　　1.3软件设计

　　1.3.1DSP软件开发环境

　　DSP软件开发采用CCs2.2，它提供一个类似VC十+的集成开发环境，使用比较方便。其包含菜单、工具条、项目窗口、代码编辑等常见窗口，并提供了可以查看变量和寄存器当前值的窗口。

　　程序代码编写时采用C语言，系统编译时自动转换成汇编代码。

　　1.3.2上位机控制界面

　　上位机的控制界面是采用VisualBasi。6.。自行编写的，界面如图4所示。上位机与DSP之间通过串口进行通讯.在上位机控制界面中可以打开关闭串口，设置通讯端口号、频率、电流或是调制比等。同时，上位机实时接受DSP发出的系统状态信息，包括各种电压、电流、频率信息等。

　　1.3.3Pl算法

　　由于PID控制具有很好的优越性和实用性，故采用PID控制方式完成反馈控制。对允许有静差的系统，可以适当选择P或PD控制器，使稳态误差在允许的范围内。对必须消除稳态误差的系统，应选择包含积分控制的PI或PID控制器。通过比较，最终选定了Pl算法。