本文選題：高壓變頻器 + SOC��； 參考：《東北大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步,變頻調(diào)速技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用,由于高壓變頻器的故障所帶來的經(jīng)濟(jì)損失也引起了人們的高度重視。由于高壓變頻器的故障種類繁多而且復(fù)雜。使用傳統(tǒng)的傅立葉變換將故障信息由時(shí)域變換到頻率域,再利用幅度譜和相位譜的特征來檢測(cè)故障信息已經(jīng)很難完成一個(gè)智能的故障檢測(cè)系統(tǒng)的任務(wù)了。雖然對(duì)高壓變頻器還有沃爾什變換和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)算法,但是由于高壓變頻器本身的故障特征,僅僅使用傳統(tǒng)的CPU來完成一個(gè)高壓變頻器的故障檢測(cè)系統(tǒng),不僅任務(wù)量大,而且在任務(wù)的實(shí)時(shí)性會(huì)有所欠缺。對(duì)于變頻器而言,其主要電路是逆變電路部分,所以本文主要是針對(duì)串聯(lián)多電平高壓變頻器的逆變電路的故障信息的檢測(cè)。本文完成了基于SOC的高壓變頻器輸出信號(hào)采集系統(tǒng)系統(tǒng),借助于FPGA的數(shù)據(jù)并行處理的特性,在完成對(duì)高壓變頻器輸出信號(hào)采集,和后期對(duì)研究算的硬件實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)性有了一定的保證。本文完成的工作包括在Matlab平臺(tái)上搭建串聯(lián)多電平高壓變頻器逆變電路的Simulink仿真模型,算法研究方面,采用了一維多尺度小波變換將高壓變頻器的三相電流和三相電壓信號(hào)進(jìn)行了小波分解,通過分析變換后的電壓和電流信號(hào)的低頻能量和高頻能量來分析故障單元的所在位置；編寫Matlab程序,驗(yàn)證了算法的可行性；完成了對(duì)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì),和故障檢測(cè)算法的研究。本文以Xilinx的XC72020為核心處理器,設(shè)計(jì)了基于SOC的高壓變頻器輸出信號(hào)采集的硬件系統(tǒng),主要包括電源管理電路、信號(hào)調(diào)理電路,模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換電路,信號(hào)的處理電路,信號(hào)的傳輸電路。軟件方面,設(shè)計(jì)了基于AXI-Stream流接口的ADC控制器IP核,完成了Linux驅(qū)動(dòng)移植,AXI-Stream流接口的ADC控制器IP核驅(qū)動(dòng)的Linux驅(qū)動(dòng)的編寫；開發(fā)了基于C#語(yǔ)言的波形顯示上位機(jī),最終完成了對(duì)整個(gè)高壓變頻器的輸出信號(hào)的采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
[Abstract]:With the continuous progress of modern science and technology, frequency conversion technology has also been widely used. The economic loss caused by the failure of high voltage inverter has also aroused great attention. Because of the variety and complexity of the faults of the high voltage inverter, the fault information is transformed from the time domain to the frequency domain by the traditional Fu Liye transformation. It is difficult to accomplish the task of an intelligent fault detection system by using the characteristics of amplitude spectrum and phase spectrum to detect an intelligent fault detection system. Although there are also the detection algorithms of Walsh transform and artificial neural network for high voltage inverter, only a traditional CPU is used to complete a high voltage because of the fault characteristics of the high voltage inverter itself. The fault detection system of the frequency converter not only has a large amount of tasks, but also lacks the real-time performance of the task. For the inverter, its main circuit is the inverter circuit part, so this paper is mainly aimed at the detection of the fault information of the inverter circuit of the series multilevel high voltage inverter. This paper has completed the high voltage inverter output based on SOC. The system of signal acquisition system, with the help of the characteristics of data parallel processing of FPGA, has a certain guarantee for the acquisition of high voltage inverter output signal and the real-time performance of the hardware realization of the research calculation in the later period. The work completed in this paper includes the construction of the Simulink simulation model of the inverter circuit of the series multi electric flat high voltage inverter on the Matlab platform. One dimension multi-scale wavelet transform is used to decompose the three-phase current and three-phase voltage signal of the high voltage inverter. The location of the fault unit is analyzed by analyzing the low frequency energy and high frequency energy of the transformed voltage and current signal, and the Matlab program is written to verify the feasibility of the algorithm. The hardware design and software design of the system, and the research of the fault detection algorithm are completed. The hardware system of the high voltage inverter output signal acquisition based on SOC is designed with the XC72020 of Xilinx as the core processor. It mainly includes the power management circuit, the signal conditioning circuit, the analog to digital conversion circuit, the signal processing circuit, the signal processing circuit, and the signal processing circuit. In the software aspect, the ADC controller IP core based on the AXI-Stream flow interface is designed, the Linux driver is transplanted, the Linux driver of the ADC controller of the AXI-Stream flow interface is written in Linux driver, and the waveform display PC based on the C# language is developed, and the collection system of the output signal of the whole high voltage inverter is completed. The design of the system.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM921.51

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本文編號(hào)：2100460