【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功率变换系统控制，尤其涉及一种基于can总线的功率变换系统协同控制方法。
技术介绍
1、随着工业领域快速发展，单台逆变电源模块或装置越来越无法满足行业大功率的需求，多台装置并联已成为储能功率变换系统扩容的主要手段。为实现该并机系统的稳定运行，需要对各装置进行协同控制，确保各装置实时输出电压幅值、相位及频率相同，否则会造成系统环流，导致并机失败。同样的，针对工业领域中海洋装备大容量电力推进用多支路电机的控制，需要通过多个驱动器控制电机的多组定子单元模块及其绕组支路，多个驱动器之间需要进行协同控制，确保输出同步，否则会造成输出频率或相位不同，造成电机转速与电磁转矩发生剧烈波动，电机无法稳定运行。因此，进行稳定有效的协同控制是保障工业领域中并机系统稳定运行的重要前提。
2、现有协同控制可采用通过同一个控制单元输出多组pwm的方法，但一个控制单元输出的pwm数量有限，以dsp28379为例，最多仅能输出24路pwm，因此并联的数量受到限制，不利于系统扩展；另外，还可通过硬件电路或软件方式产生同步脉冲信号，各并联装置捕获同步信号并调整各自相位，实现同步，但是这一方法需要额外增加硬件，接收脉冲信号到最终发波输出电压的时间也不能保证完全一致，其同步精度较差。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于can总线的功率变换系统协同控制方法，通过对并机系统设置主从机，主机与各个从机之间通过can总线通讯，利用从机中can模块的消息对象时间戳寄存器m
2、第一方面，本专利技术提供了一种基于can总线的功率变换系统协同控制方法。
3、一种基于can总线的功率变换系统协同控制方法，包括：
4、设置基于多台装置并联的功率变换系统的主从机，选择can通讯总线进行主从机间的数据通信；
5、主机根据发波电压和控制频率计算每个控制周期的角度步进值，并计算发波电压周期对应的控制周期数，当计数到该控制周期数时，主机向多个从机同步发送角度过零指令；
6、每一从机根据各自mots寄存器锁存的can接收缓冲器接收角度过零指令时刻的时间戳计数器cantsc值，以及从机实际发波时刻的时间戳计数器cantsc值，计算确定从机实际发波时的相位角度；
7、结合角度步进值，确定每一从机在每个控制周期的发波角度；
8、从机根据计算确定的调制比和发波角度，在每一控制周期输出同幅值、同频率、同相位的信号，完成协同控制。
9、进一步的技术方案，在允许发波之前进行前期准备，包括：
10、主机启动前，主机通过广播向每一从机发送停机命令；
11、主机启动后，主机通过广播询问所有从机是否做好发波准备，从机向主机返回发波准备情况，待所有从机均做好发波准备后，主机通过广播向从机发送允许发波命令。
12、进一步的技术方案，从机实际发波时的相位角度的计算，包括：
13、针对每一从机，获取从机mots寄存器锁存的can接收缓冲器接收角度过零指令时刻的时间戳计数器cantsc计数值，同时在从机实际发波时刻读取从机时间戳计数器cantsc计数值；
14、根据获取的两个计数值进行作差运算，计算得到从机从can接收缓冲器接收到主机发送的角度过零指令到实际发波时刻的时间段；
15、结合主机发送数据到从机can接收缓冲器接收数据的时间段，计算确定从机实际发波时刻距主机发送角度过零指令的精确延时时间段；
16、根据计算获取的精确延时时间段，计算得到该从机实际发波时相对主机的相位角度。
17、进一步的技术方案，针对每一从机，基于从机在初始控制周期的实际发波时的相位角度，根据每个控制周期的角度步进值，对每一控制周期进行相位角度和角度步进值的累加，确定每个控制周期的发波角度。
18、进一步的技术方案，当计数到该控制周期数时，以下一控制周期为初始控制周期，将初始控制周期下主机的角度清零。
19、进一步的技术方案，在每一控制周期中，主机计算发波相电压幅值，并通过can向所有从机发送一次该相电压幅值；其中，在初始控制周期中，主机将相电压幅值和角度过零指令同时发送至各个从机；
20、每一从机在接收到该相电压幅值后，结合检测的各自逆变器的直流母线电压，计算得到调制比。
21、进一步的技术方案，所述基于多台装置并联的功率变换系统采用spwm调制。
22、进一步的技术方案，所述主机计算发波相电压幅值，包括：
23、通过adc模块采样多个从机并联输出的线电压，根据线电压计算得到反馈相电压幅值；
24、根据设定的相电压幅值和反馈相电压幅值进行pi闭环控制输出，并对输出值进行限幅处理；
25、将限幅处理后的值添加到设定的相电压幅值上，得到最终的发波相电压幅值。
26、进一步的技术方案，所述调制比m的计算公式为：
27、
28、上式中，udc表示检测的逆变器直流母线电压，vpamp_s表示从机接收的主机发送的相电压幅值，计算公式为：其中，k为主从机最大检测电压的比值，k＝vmax_m/vmax_s，vmax_m为主机最大检测电压为，vmax_s为从机最大检测电压，为设定的相电压幅值，piout为电压闭环控制的输出值。
29、进一步的技术方案，从机根据计算确定的调制比和发波角度，在每一控制周期输出同幅值、同频率、同相位的信号，完成协同控制，包括：
30、从机根据计算确定的调制比和发波角度，在每一控制周期计算得到spwm发波的调制波；
31、将调制波与控制芯片的三角载波进行比较，用于pwm输出，经逆变器后，输出同幅值、同频率、同相位的交流电，完成并机系统的协同控制。
32、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
33、1、本专利技术提供了一种基于can总线的功率变换系统协同控制方法，在不使用硬件同步信号的基础上，利用从机中can模块的消息对象时间戳寄存器mots和时间戳计数器cantsc，实现更精确的相位同步。其中，对并机系统设置主从机，且主机与各个从机之间通过can总线通讯，利用从机中can模块的消息对象时间戳寄存器mots锁存接收到主机发送的角度信号时刻以及从机实际发波时刻的时间戳计数器cantsc值，精确计算出各个从机实际发波时的相位，以此实现精确相位同步，从机间相位对应时间误差可减小到几微秒。
34、2、本专利技术中，主机每个控制周期都向本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于CAN总线的功率变换系统协同控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于CAN总线的功率变换系统协同控制方法，其特征在于，在允许发波之前进行前期准备，包括：
3.如权利要求1所述的一种基于CAN总线的功率变换系统协同控制方法，其特征在于，从机实际发波时的相位角度的计算，包括：
4.如权利要求1所述的一种基于CAN总线的功率变换系统协同控制方法，其特征在于，针对每一从机，基于从机在初始控制周期的实际发波时的相位角度，根据每个控制周期的角度步进值，对每一控制周期进行相位角度和角度步进值的累加，确定每个控制周期的发波角度。
5.如权利要求1所述的一种基于CAN总线的功率变换系统协同控制方法，其特征在于，当计数到该控制周期数时，以下一控制周期为初始控制周期，将初始控制周期下主机的角度清零。
6.如权利要求1所述的一种基于CAN总线的功率变换系统协同控制方法，其特征在于，在每一控制周期中，主机计算发波相电压幅值，并通过CAN向所有从机发送一次该相电压幅值；其中，在初始控制周期中，主机将相电压幅值和角度过
7.如权利要求6所述的一种基于CAN总线的功率变换系统协同控制方法，其特征在于，所述基于多台装置并联的功率变换系统采用SPWM调制。
8.如权利要求6所述的一种基于CAN总线的功率变换系统协同控制方法，其特征在于，所述主机计算发波相电压幅值，包括：
9.如权利要求8所述的一种基于CAN总线的功率变换系统协同控制方法，其特征在于，所述调制比M的计算公式为：
10.如权利要求1所述的一种基于CAN总线的功率变换系统协同控制方法，其特征在于，从机根据计算确定的调制比和发波角度，在每一控制周期输出同幅值、同频率、同相位的信号，完成协同控制，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于can总线的功率变换系统协同控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于can总线的功率变换系统协同控制方法，其特征在于，在允许发波之前进行前期准备，包括：
3.如权利要求1所述的一种基于can总线的功率变换系统协同控制方法，其特征在于，从机实际发波时的相位角度的计算，包括：
4.如权利要求1所述的一种基于can总线的功率变换系统协同控制方法，其特征在于，针对每一从机，基于从机在初始控制周期的实际发波时的相位角度，根据每个控制周期的角度步进值，对每一控制周期进行相位角度和角度步进值的累加，确定每个控制周期的发波角度。
5.如权利要求1所述的一种基于can总线的功率变换系统协同控制方法，其特征在于，当计数到该控制周期数时，以下一控制周期为初始控制周期，将初始控制周期下主机的角度清零。
6.如权利要求1所述的一种基...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱孟美，周广旭，郭磊，王一培，吕洪章，初升，
申请(专利权)人：山东省科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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