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產(chǎn)品展示
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多功能桌面型電力電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
關(guān)鍵詞：
功率硬件模組
所屬分類：
YXPHM-功率硬件模組
多功能桌面型電力電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
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產(chǎn)品描述
一、產(chǎn)品介紹
南京研旭公司最新研發(fā)推出的多功能桌面型電力電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)YXRTD-TLDD-06，是一款面向高校實(shí)驗(yàn)室及科研院所的電力實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可來實(shí)現(xiàn)三相/單相DC-AC單向/雙向變流器，單向/雙向DC-DC變流器、AC-AC背靠背變流器等多種電力電子變流器的功能。
開發(fā)平臺(tái)包括硬件部分、軟件驅(qū)動(dòng)，是針對高校開展電力電子技術(shù)研究推出的一種開放式的二次開發(fā)教學(xué)科研平臺(tái)。該平臺(tái)在硬件上采用分體化設(shè)計(jì)，控制板、采集板、功率板、電容板等模塊化，外殼采用透明的亞克力板材，美觀實(shí)用，用戶可以方便觀察內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu)。同時(shí)頂蓋可以打開，方便進(jìn)行相關(guān)信號的測量。
二、主要功能
1、模塊拓展：采用模塊化設(shè)計(jì)，用戶可以定制所需要的拓?fù)?，提供開源軟件模塊，用戶可進(jìn)行二次開發(fā)?？蛇M(jìn)行多種拓?fù)涠ㄖ疲弘p向DC-DC，雙向DC-AC，背靠背AC-AC，三電平T型/NPC型等。。
2、開放設(shè)計(jì)：開放給用戶硬件原理圖、硬件設(shè)計(jì)說明以及軟件模塊如底層驅(qū)動(dòng)，控制算法等。
3、安全穩(wěn)定：設(shè)計(jì)了健全的保護(hù)機(jī)制，軟件方面有過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過流速斷保護(hù)、IGBT過熱保護(hù)、通訊保護(hù)等；硬件方面有短路保護(hù)、IGBT過流保護(hù)等。
4、半實(shí)物仿真：方便與研旭YXspace控制器、NI控制器、RT-LAB控制器、dSPACE控制器等數(shù)字實(shí)時(shí)仿真器對接，可提供相應(yīng)的數(shù)字轉(zhuǎn)接板，免去客戶硬件設(shè)計(jì)之憂。
三、產(chǎn)品組成
主拓?fù)?/strong>部分：
主控制板：TMS320F28335 32位DSP控制板
Ø 輔助供電電源：220VAC
Ø 直流端：最大直流電壓700V，最大直流電流40A
Ø 交流端：最大交流電壓400V，最大交流電流30A
Ø 驅(qū)動(dòng)模塊：可以驅(qū)動(dòng)1200V、100A IGBT，帶短路保護(hù)。
Ø 高精度采樣：AD16位，傳感器誤差≤0.2%
Ø 采用三菱公司的IPM智能模塊，內(nèi)部具有全橋電路，功率可以定制；
Ø 前級采用電容串聯(lián)方式，增加直流側(cè)耐壓值；
Ø 后極采用LC濾波電路拓?fù)洌?/span>
三相兩電平拓?fù)鋱D
控制器部分：
——CPU采用當(dāng)前最為流行的TI公司的C2000系列DSP-F28335；
——具有16路模擬采集接口；
——具有12路PWM接口；
——具有多路DIDO接口；
——具有兩通道RS485通信接口；
——具有一路LAN口，實(shí)現(xiàn)高速通信；
——具有一通道編碼器采集電路；
——具有RCP控制器標(biāo)準(zhǔn)DIDO、AIAO接口，實(shí)現(xiàn)與RCP控制器對接；
——控制器本身具備主動(dòng)控制功能，同時(shí)具備輔助控制器功能；所謂主動(dòng)控制就是指控制器可以完全實(shí)現(xiàn)變換器的功能，而輔助功能是指協(xié)助RCP控制器在控制過程中處理故障保護(hù)，以及參數(shù)監(jiān)測功能；
——當(dāng)控制器充當(dāng)輔助控制器時(shí)，其具備如下輔助保護(hù)功能：
（1）、過流保護(hù)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)過流故障時(shí)，即使主控器未作出保護(hù)動(dòng)作，輔助控制器會(huì)主動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)；
（2）、過壓保護(hù)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)過壓故障時(shí)，輔助控制器會(huì)主動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)；
（3）、溫度保護(hù)，當(dāng)功率器件工作溫度達(dá)到器件極限溫度時(shí)，輔助控制器會(huì)主動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)；
基于以上保護(hù)，使用者可以不用任何顧忌的編寫自己的控制模型，即使控制模型出現(xiàn)紕漏，也不會(huì)因?yàn)檐浖栴}導(dǎo)致硬件出現(xiàn)不可逆的損壞。
——當(dāng)控制器充當(dāng)輔助控制器時(shí)，其具備對變換器運(yùn)行的各類參數(shù)的監(jiān)測功能；
（1） 交流三相電壓、電流監(jiān)測；
（2） 直流電壓、電流監(jiān)測；
（3） 運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測；
RCP控制器仿真接口
板卡具有RCP控制器標(biāo)準(zhǔn)接口，通過線纜直接將RCP控制器的DIDO、AIAO與板卡實(shí)現(xiàn)連接。板卡既可以將RCP控制器輸出信號處理后送給驅(qū)動(dòng)電路，也可以將板卡的模擬信號調(diào)理到合理范圍，送給RCP控制的輸入信號。
采集接口
板卡具有16路采集接口，其中8通道設(shè)計(jì)為電壓采集，采集范圍可以通過調(diào)整采樣電阻進(jìn)行修改。其中8通道設(shè)計(jì)為電流采集，兼容目前市面上面的電流霍爾傳感器。此16路模擬信號，通過模擬器件同時(shí)分配給RCP控制器接口，以及本身控制端口，這樣就做到了兩個(gè)控制器同時(shí)采集當(dāng)前信號。
調(diào)理電路采用差分調(diào)理方式，有效的消除了系統(tǒng)采集的共模干擾，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
系統(tǒng)采集主要包含以下信號采集：
——直流電壓采集；
——直流電流采集；
——A相交流電壓采集；
——B相交流電壓采集；
——C相交流電壓采集；
——A相電流采集；
——B相電流采集；
——C相電流采集；
——系統(tǒng)工作溫度采集；
驅(qū)動(dòng)接口
板卡本身具有12路PWM和6路DO信號，12路PWM可以直接控制兩套全橋電路，6路DO可以實(shí)現(xiàn)接觸器、繼電器等設(shè)備的控制；
板卡還將RCP控制器的12路PWM和8路DIDO引出，因此RCP控制器也可以直接控制兩套全橋電路以及接觸器、繼電器等設(shè)備。
驅(qū)動(dòng)模塊部分：
Ø 電壓采集模塊
Ø 電流采集模塊
Ø PWM控制模塊
Ø 數(shù)字PI調(diào)節(jié)器
Ø 數(shù)字鎖相環(huán)模塊
Ø abc/αβ、αβ/abc模塊（克拉克變換）
Ø αβ/dq、dq/αβ模塊（帕克變換）
Ø dq/abc、abc/dq模塊 （逆變換）
Ø 功率計(jì)算模塊
軟件框架示例
三、產(chǎn)品應(yīng)用：
按拓?fù)浞绞娇煞譃椋?/strong>
Ø 單向/雙向DC-DC變流器
Ø 單相/三相DC-AC變流器
Ø 雙向DC-DC+DC-AC兩級變流
Ø 背靠背AC-AC變流器
Ø T型三電平變流器
Ø NPC型三電平變流器等
Ø 交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
按應(yīng)用方向可分為：
Ø 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊（異步電機(jī)/永磁同步電機(jī)/直流無刷電機(jī)/直流電機(jī)）
Ø DC-AC逆變器（并網(wǎng)/離網(wǎng)/儲(chǔ)能）
Ø DC-DC變流器（隔離性/非隔離性）
Ø 風(fēng)光儲(chǔ)分布式變流器
常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：
DC-AC變流器拓?fù)浼敖Y(jié)構(gòu)圖（光伏逆變器）
背靠背變流器拓?fù)浼敖Y(jié)構(gòu)圖（風(fēng)機(jī)變流器）
DC-DC變流器拓?fù)?/span>
三電平電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
半實(shí)物仿真-快速原開發(fā)（RCP）拓?fù)?/span>
四、實(shí)驗(yàn)波形：
應(yīng)用案例：
三相儲(chǔ)能變流模塊工作于并網(wǎng)PQ控制模式時(shí)，變流器工作于50Hz頻率下，用戶根據(jù)功率應(yīng)用需求配置輸出有功功率與無功功率。變流器輸出額定線電壓380V，經(jīng)380:380隔離變壓器后并網(wǎng)。
五、系統(tǒng)封裝
（1）基礎(chǔ)開放式，包括了控制器、功率電路、采集電路等，內(nèi)部控制器實(shí)現(xiàn)一套完整控制，提供硬件板卡原理圖，信號接口示意圖以及設(shè)備內(nèi)部接線圖
（2）進(jìn)階開放式，在硬件開放式的前提下，提供各個(gè)程序驅(qū)動(dòng)模塊，包含CCS工程文件代碼，但不包含算法控制程序。
（3）高級開放式2，在進(jìn)階開放式基礎(chǔ)上，提供完整的控制算法源代碼以及配套的講解資料，提供相應(yīng)的Simulink模型作為參考；
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