IS210SAMBH2AA采用双闭环控制，内环为电流控制环，外环为电压控制环
DSP与FPGA核心板设计
DSP与FPGA控制板是控制平台的核心，IS210SAMBH2AA主要包括传感器信号调理电路、故障保护电路、通讯电路、存储电路等。系统结构如图2所示，FPG A通过数据总线、地址总线、控制I／O分别与ADS8364和DSP芯片连接，实现数据交换。
FPGA设计属于数字电路硬件设计，IS210SAMBH2AA运行速度相对较快，故一般将算法比较固定且对系统实时性和速度要求较高的算法模块加入到FPGA，主要包括：A／D芯片控制、空间矢量脉宽调制(SVPWM)计算、Park与Clarke变换计算、PWM输出控制、快速保护逻辑控制与开入开出逻辑控制。IS210SAMBH2AA将需要经常修改的软件算法放到DSP中实现，主要功能包括数据的存储与调用、系统运行控制、数据通讯、PI调节器控制、低电压穿越控制等功能。FPAG通过控制ADS8364采样得到传感器数据进入FPGA内部的数据运算单元，根据预置的Clarke与Park变换算法进行运算，得到正序与负序的ud，uq，id，iq，并将计算结果传送给DSP；DSP调用直流稳压计算模块、电流电压闭环PI模块、低电压穿越检测模块对FPGA输入的数据进行计算，并将计算结果通过数据总线传送给FPGA，FPGA将接收到的计算结果进行Park反变换，并通过SVPWM模块产生12路PWM波形分别来控制机侧变流器和网侧变流器IGBT开关器件开通与关断，进而控制变流器输出所需的电压波形。
4 双PWM变流器的控制
双PWM型变流器由网侧和机侧两个PWM变流器组成，IS210SAMBH2AA各自功能相对独立。网侧变流器主要功能是实现交流侧输入单位功率因数控制和在各种状态下保持直流环节电压稳定，确保机侧变流器乃至整个DFIG励磁系统可靠工作，机侧变流器主要功能是在转子侧实现DFIG的矢量变换控
制，确保DFIG输出解耦的有功功率和无功功率。两个变流器通过相对独立的控制系统完成各自的功能。这里的双PWM型变流器采用不同的控制策略，其中机侧变流器通过DFIG定子磁链定向进行控制，网侧变流器则通过电网电压定向进行控制，控制策略结构如图3所示。
4．1 转子侧变流器控制
转子侧变流器目标是有功功率和无功功率解耦控制，并为发电机转子侧提供励磁，以实现定子侧的恒频输出。为实现DFIG的功率解耦控制，列出DFIG有功、无功功率：Ps=udsids+uqsiqs，Qs=uqsids-udsiqs。采用基于定子磁场定向的矢量控制策略并忽略工频下的DFIG定子电阻，可简化为：
Ps=-u1iqs，Qs=-u1ids (1)
由上式可知，DFIG输出有功功率Ps与定子电流的转矩分量iqs成正比，无功功率Qs与励磁分量ids成正比。因为Ps和Qs的调节是通过DFIG转子侧电压型变流器实现的，推导出转子电压与iqs，ids之间的关系如下：
udr’，uqr’为实现转子电压、电流解耦控制的解耦项；△udr，△uqr为消除转子电压、电流交叉耦合的补偿项。将转子电压分解为解耦项和补偿项，既简化了控制，又能保证控制精度和动态响应的快速性。构建转子侧PWM变流器控制系统见图4。
在转子侧变流器控制中，IS210SAMBH2AA通过检测定子两相电压得到定子磁通角，并进行定子磁链计算。通过光电编码器得到转子速度，积分可得转子初始位置角度。定子电压频率减去转子转速频率可得转差频率。在转速功率双闭环控制中，根据主控无功给定，计算出d轴电流指令，使定子侧运行在指定的功率因数；根据主控的转矩给定和实际的磁链可推导出q轴电流指令，以此来调节电机转速。将得到的d，q轴电流值加上各自的耦合项反变换到两相静止坐标系下，作为SVPWM的输入值来控制转子侧变流器。
4．2 网侧变流器控制
网侧变流器控制目标是：保持输出直流电压恒定且有良好的动态响应能力；确保交流侧输入电流正弦，功率因数为1。
在网侧变流器控制中，由于电网电压保持不变，所以这里采用基于电网电压定向矢量控制技术。将三相静止坐标下的变流器模型转换到两相旋转坐标系下，并将交流侧三相电流变换到d，q坐标系下的电流分量id，iq进行解耦控制，得：
udr=-udr’+△udr+us，uqr=-uqr’-△uqr (3)
式中：us为电网电压；udr，uqr为变流器输出d，q轴电压分量。
设计出网侧PWM变流器控制模型如图5所示。整个系统采用双闭环控制，内环为电流控制环，外环为电压控制环。电压外环中，将直流环节实测电压值与指令值做比较，误差经过PI调节器调节作为d轴电压的指令值。电流内环中，将实测电流的q轴分量与指令值做比较，误差经过PI调节器作为q轴电压的指令值。将d，q轴电压指令值变换到两相静止坐标系下，得到电压SVPWM的调制信号，以此来控制网侧变流器。
RELIANCE WR-D4007
ALSTOM V0701596-001102
ABB PFSK152 3BSE018877R1
EMERSON MMS3120/022-000
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Vibro-meter VM600 MPC4 200-510-071-113
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