巴赫曼CM202 如果陷波频率与相电流频谱的边带相同,就能非常有效地衰减逆变器开关噪声。举个例子,考虑逆变器开关频率fsw为 10 kHz,ADC调制器时钟fM为8 MHz,抽取率DR为800。这样,陷波频率为n × 10 kHz,响应如图10所示。注意每个边带是如何被陷波衰减的。
sinc滤波器的某些硬件实现方案不支持高抽取率,因而无法将极点/零点置于PWM频率。另外,与高抽取率相关的滤波器群延迟可能也是无法接受的。在图10所示例子中,800的抽取率和 8 MHz的调制频率产生的延迟为150 μs。
另一种方法是让sinc滤波器以较低抽取率运行,然后在软件中对数据进行后期处理。仍然假设fsw = 10 kHz且fM = 8 MHz,一种可能的方法是让硬件sinc滤波器以200的抽取率运行,因此,数据速率为8 MHz/200 = 40 kHz。这一数据速率对电机控制算法而言太高,可以引入一个软件滤波器,将数据速率降至10 kHz。这种滤波器的一个例子就是抽取率为4(相当于4个样本的移动平均值)的一阶sinc滤波器。其配置如图11所示。
图11. 硬件和软件sinc滤波器组合
硬件滤波器以高于控制算法需要的速率输出数据,因此,软件滤波器给信号增加的延迟非常小,远小于直接使用硬件滤波器进行抽取以降低至控制算法更新速率这种情况下的延迟。此外,sinc1滤波器仍会在相电流频谱的所有边带处设置一个陷波频率。故而,对逆变器产生的开关噪声进行有效衰减的优势仍然存在。
滤波技术可以与分离反馈路径方法一起使用。由于硬件和软件sinc滤波器组合提供非常高的衰减,但会给电流反馈带来一定的延迟,因此滤波技术最适合于I路径。
实现和测试
本文所述的概念已在ADI公司的一个400 V电机控制平台上得到实现和验证,如图12所示。电源板提供110 VAC/230 VAC通用输入电压、boost功率系数校正以及5 AMPS额定连续电流的三相IGBT逆变器。电机为带递增编码器反馈的Kollmorgen AKM22三相PM伺服电机。用于电流反馈的Σ-Δ ADC为AD7403。Σ-Δ ADC与处理器ADSP-CM408直接接口,后者内置sinc滤波器,支持本文所述的技术。
图12. 用于评估的硬件平台
尽管缺少明确定义的采样时刻,但Σ-Δ转换可用来测量电机电流而不会有混叠效应。本文所述技术可将sinc滤波器对PWM信号的脉冲响应正确对齐。以PI控制器为例,本文说明可以调谐两个并联sinc滤波器来满足控制算法的要求,从而改善带宽和稳态性能。
最后,本文讨论了如何精心定位sinc滤波器零点以帮助消除电流反馈中的开关噪声。所有这些概念都在一台驱动永磁电机的400 V逆变器上得到了实现和验证。
巴赫曼CM202 华锐SL1500/77风机备品备件
华锐SL1500/82型风机备品备件
风机机型华锐SL1500/82
新疆金风GW77/1500 型风力发电机组
新疆金风S50/750 风力发电机组
3MW风力发电机 3MW风机机舱柜
SCS温度模块 PTAI 216:bachmann XE82风机
模拟量输入/输出模块 AIO288厂家:bachmann:适用于XE82风机
FL1500风机
金风1.5MW风机
SCS温度模块 Bachmann PTAI 216 数量1
CAN总线从模块CS200/N 内带ISI222、AIO288、DIO248的驱动程序以及和CM202的通讯程序
编码器接口模块 ISI222 数量1
全新原装华锐风机 WTCBA200A crowbar 正品保障windtec
2 主控制器WT98 ABB/WT98 07KT98 个 1 3
主控制器WT97 ABB/WT97 07KT97 个 1
4 巴赫曼PLC(塔基) 整套 个 1
5 PLC-电源模块 24VDC/68W NT255 个 1
6 PLC-中央处理器模块 128MB MPC240 个 1
8 PLC-数字I/0模块 24VDC/1A DIO216 个 1
9 PLC-温度记录模块 24VDC PTAI216
PLC模块/通讯RS204
PLC模块/网口EM203
PLC模块DI232
PLC模块DO232
角度控制元件 ISI222
PLC模块CM202
光纤传输接口模块 FS211/N
人机界面(触摸屏)|WT205 LX700/DD256/CF512/VX
巴赫曼人机界面(触摸屏)WT205 LX800/DD512/CF512/VX
巴赫曼人机界面(触摸屏)|WT205 LX700/DD256/CF512/VX||
巴赫曼WT205/T/BE1/LX7人机界面
24V电源模块 NT255
MPC240控制器 MPC270
数字量输入输出模块 DIO280
数字量输入输出模块 DIO232
模拟量输入输出模块 AIO288
DP模块 DPM200
背板 BS212
编码器模块 IS1202/IS1222
FAST-BUS 模块 FM211
风机PL模块ISI222 机舱
风机PL模块MX213 机舱
风机PL模块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