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產品描述
一、產品介紹
南京研旭公司最新研發推出的多功能桌面型電力電子實驗平臺YXRTD-TLDD-06，是一款面向高校實驗室及科研院所的電力實驗設備，可來實現三相/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。
開發平臺包括硬件部分、軟件驅動，是針對高校開展電力電子技術研究推出的一種開放式的二次開發教學科研平臺。該平臺在硬件上采用分體化設計，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，美觀實用，用戶可以方便觀察內部的硬件結構。同時頂蓋可以打開，方便進行相關信號的測量。
二、主要功能
1、模塊拓展：采用模塊化設計，用戶可以定制所需要的拓撲，提供開源軟件模塊，用戶可進行二次開發。可進行多種拓撲定制：雙向DC-DC，雙向DC-AC，背靠背AC-AC，三電平T型/NPC型等。。
2、開放設計：開放給用戶硬件原理圖、硬件設計說明以及軟件模塊如底層驅動，控制算法等。
3、安全穩定：設計了健全的保護機制，軟件方面有過壓保護、欠壓保護、過流速斷保護、IGBT過熱保護、通訊保護等；硬件方面有短路保護、IGBT過流保護等。
4、半實物仿真：方便與研旭YXspace控制器、NI控制器、RT-LAB控制器、dSPACE控制器等數字實時仿真器對接，可提供相應的數字轉接板，免去客戶硬件設計之憂。
三、產品組成
主拓撲部分：
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 驅動模塊：可以驅動1200V、100A IGBT，帶短路保護。
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，內部具有全橋電路，功率可以定制；
Ø 前級采用電容串聯方式，增加直流側耐壓值；
Ø 后極采用LC濾波電路拓撲；
三相兩電平拓撲圖
控制器部分：
——CPU采用當前最為流行的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，實現高速通信；
——具有一通道編碼器采集電路；
——具有RCP控制器標準DIDO、AIAO接口，實現與RCP控制器對接；
——控制器本身具備主動控制功能，同時具備輔助控制器功能；所謂主動控制就是指控制器可以完全實現變換器的功能，而輔助功能是指協助RCP控制器在控制過程中處理故障保護，以及參數監測功能；
——當控制器充當輔助控制器時，其具備如下輔助保護功能：
（1）、過流保護，當系統出現過流故障時，即使主控器未作出保護動作，輔助控制器會主動保護系統；
（2）、過壓保護，當系統出現過壓故障時，輔助控制器會主動保護系統；
（3）、溫度保護，當功率器件工作溫度達到器件極限溫度時，輔助控制器會主動保護系統；
基于以上保護，使用者可以不用任何顧忌的編寫自己的控制模型，即使控制模型出現紕漏，也不會因為軟件問題導致硬件出現不可逆的損壞。
——當控制器充當輔助控制器時，其具備對變換器運行的各類參數的監測功能；
（1） 交流三相電壓、電流監測；
（2） 直流電壓、電流監測；
（3） 運行狀態監測；
RCP控制器仿真接口
板卡具有RCP控制器標準接口，通過線纜直接將RCP控制器的DIDO、AIAO與板卡實現連接。板卡既可以將RCP控制器輸出信號處理后送給驅動電路，也可以將板卡的模擬信號調理到合理范圍，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通道設計為電壓采集，采集范圍可以通過調整采樣電阻進行修改。其中8通道設計為電流采集，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，這樣就做到了兩個控制器同時采集當前信號。
調理電路采用差分調理方式，有效的消除了系統采集的共模干擾，增強了系統的穩定性。
系統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；
——系統工作溫度采集；
驅動接口
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可以實現接觸器、繼電器等設備的控制；
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、繼電器等設備。
驅動模塊部分：
Ø 電壓采集模塊
Ø 電流采集模塊
Ø PWM控制模塊
Ø 數字PI調節器
Ø 數字鎖相環模塊
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 功率計算模塊
軟件框架示例
三、產品應用：
按拓撲方式可分為：
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 交流電機驅動器
按應用方向可分為：
Ø 電機驅動模塊（異步電機/永磁同步電機/直流無刷電機/直流電機）
Ø DC-AC逆變器（并網/離網/儲能）
Ø DC-DC變流器（隔離性/非隔離性）
Ø 風光儲分布式變流器
常用拓撲結構：
DC-AC變流器拓撲及結構圖（光伏逆變器）
背靠背變流器拓撲及結構圖（風機變流器）
DC-DC變流器拓撲
三電平電機驅動模塊
半實物仿真-快速原開發（RCP）拓撲
四、實驗波形：
應用案例：
三相儲能變流模塊工作于并網PQ控制模式時，變流器工作于50Hz頻率下，用戶根據功率應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380:380隔離變壓器后并網。
五、系統封裝
（1）基礎開放式，包括了控制器、功率電路、采集電路等，內部控制器實現一套完整控制，提供硬件板卡原理圖，信號接口示意圖以及設備內部接線圖
（2）進階開放式，在硬件開放式的前提下，提供各個程序驅動模塊，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，在進階開放式基礎上，提供完整的控制算法源代碼以及配套的講解資料，提供相應的Simulink模型作為參考；
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