一種新型svg控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及自動控制領(lǐng)域，特別涉及一種新型SVG控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]電力電子裝置的普遍應(yīng)用，使電網(wǎng)電能質(zhì)量降低、網(wǎng)絡(luò)損耗增加，動態(tài)無功補償與諧波治理裝置SVG很好的解決了電網(wǎng)系統(tǒng)中的無功與諧波問題，能有效地提高電能質(zhì)量，SVG的可靠運行功率模塊、控制器和啟動電路等的配合，其中控制器是其最重要的部分，直接決定SVG是否正常工作。目前SVG控制器存在以下問題:控制器中的主控制芯片中采用多個DSP芯片，運算速度慢、程序容易跑飛；SVG控制器中各個模塊之間仍出現(xiàn)電磁干擾現(xiàn)象，可靠性和魯棒性不高；SVG與PLC、SVG與上位機的通訊方法仍不夠理想，SVG的自動化和智能化受到影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供了一種新型SVG控制器，具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快、可靠性和魯棒性強、造價低廉的特點。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種新型SVG控制器，包括主控制芯片I，主控制芯片I與背板2相連，背板2上連接有采樣板5、電源板6、光纖板7與通訊板3，所述的采樣板5的輸入端接收裝置輸出電流、三相相電壓與三相相電流，所述的電源板6輸入端接收外接控制電源，所述的光纖板7上設(shè)置有功率模塊與光纖，所述的通訊板3通過RS485與PLC可編程邏輯控制器9連接，通訊板3通過控制開關(guān)量輸出、讀取開關(guān)量輸入與外圍設(shè)備8連接，通訊板3的輸出端通過RS232與LCD觸摸屏4連接。
[0006]所述的主控制芯片I由DSP與FPGA兩部分組成。
[0007]所述控制器的主控制芯片I中，DSP選用TMS320F28335，用于數(shù)據(jù)處理，F(xiàn)PGA選用Cyclone III系列的EP3C16，用于產(chǎn)生觸發(fā)IGBT信號。
[0008]所述的控制器為插卡式。
[0009]所述的采樣板5由電壓傳感器、電流傳感器與信號調(diào)理電路組成。
[0010]所述的光纖板7采用HFBRX528。
[0011 ]本實用新型的有益效果:
[0012]本實用新型控制器與各個模塊之間采用光纖通信，避免了電磁干擾，具有信道間無串?dāng)_、損耗低、柔軟可撓等優(yōu)點?？刂破魍ㄟ^RS485與PLC連接，控制開關(guān)量輸出，讀取開關(guān)量輸入，通過RS232與IXD觸摸屏4連接，實現(xiàn)SVG遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0013]主控制芯片I采用DSP+FPGA組合，DSP用于數(shù)據(jù)處理和濾波，F(xiàn)PGA用于產(chǎn)生觸發(fā)IGBT通斷的PffM波，同時DSP根據(jù)IGBT的各個參數(shù)判斷IGBT故障與否，F(xiàn)PGA根據(jù)DSP的判斷結(jié)果決定是否封鎖對應(yīng)IGBT的觸發(fā)脈沖。
[0014]本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，響應(yīng)速度快，可靠性和魯棒性強的優(yōu)點，并且造價比較低，適合工程使用。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的原理方框圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017]參見圖1，一種新型SVG控制器，包括主控制芯片I，主控制芯片I與背板2相連，背板2上連接有采樣板5、電源板6、光纖板7與通訊板3，所述的采樣板5的輸入端接收裝置輸出電流、三相相電壓與三相相電流，所述的電源板6輸入端接收外接控制電源，所述的光纖板7上設(shè)置有功率模塊與光纖，所述的通訊板3通過RS485與PLC可編程邏輯控制器9連接，通訊板3通過控制開關(guān)量輸出、讀取開關(guān)量輸入與外圍設(shè)備8連接，通訊板3的輸出端通過RS232與IXD觸摸屏4連接。
[0018]所述的采樣板5主要是采集所需的各路信號，主控制芯片I主要用于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)生PWM脈沖，光纖板7用于實現(xiàn)主控制芯片I與各個模塊采用光纖連接，通訊板3的通訊模塊實現(xiàn)SVG與PLC、SVG與IXD觸摸屏4的連接。
[0019]所述的主控制芯片I由DSP與FPGA兩部分組成。
[0020]所述控制器的主控制芯片I中，DSP選用TMS320F28335，用于數(shù)據(jù)處理，F(xiàn)PGA選用Cyclone III系列的EP3C16，用于產(chǎn)生觸發(fā)IGBT信號。
[0021]所述的控制器為插卡式。
[0022]所述的控制器設(shè)計為插卡式，兩種板卡接口方式，分別為光纖通訊接口與多功能接口，每個光纖接口卡可以和6個功率模塊通訊，總共11個多功能接口，可插采樣卡，通訊卡或其它，也可插光纖接口卡，總共4個。
[0023]所述的采樣板5用于采集電網(wǎng)電壓、負(fù)載電流、SVG電流、各模塊直流電容兩端電壓、IGBT電壓、IGBT電流等信號，所述的采樣板5由電壓傳感器、電流傳感器與信號調(diào)理電路組成。
[0024]所述電源板6為各個芯片提供合適的電源電壓。
[0025]所述的控制器的采樣板5的調(diào)理電路采用16選I的多路選擇器74HC4067，選擇器的輸入選擇4路信號，實時采集各路信號，采用ADS7230作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可以實現(xiàn)1MSPS，12位無丟碼采樣。
[0026]所述的通訊板3包括2個RS232接口，2個RS485接口，2個CAN接口，4個開關(guān)量輸入，6個開關(guān)量輸出;RS232和RS485都由FPGA實現(xiàn)，主控制芯片I為UCC2808D-2。
[0027]所述的光纖板7采用HFBRx528。
[0028]本實用新型的工作原理是:
[0029]采樣板5主要是采集所需的各路信號，主控制芯片I主要用于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)生PWM脈沖，將采樣板5得到的信號送入DSP芯片中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，DSP用于數(shù)據(jù)處理，F(xiàn)PGA用于產(chǎn)生多路HVM脈沖，經(jīng)采樣板5得到的各路信號經(jīng)調(diào)理電路傳給DSP芯片，DSP芯片根據(jù)預(yù)設(shè)的算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和濾波，得到控制器SVG的指令電流和每個功率模塊應(yīng)輸出的電壓，同時根據(jù)IGBT的電壓、電流、溫度等信號判斷功率模塊是否正常運行。得到參考電壓和電流，F(xiàn)PGA根據(jù)預(yù)設(shè)的算法和DSP處理的數(shù)據(jù)，得到觸發(fā)各個IGBT的脈沖，根據(jù)IGBT的工作參數(shù)對其采取保護措施，將DSP得出的參考電壓、電流和故障信息傳入FPGA中，F(xiàn)PGA對比得出的參考值與實際值，根據(jù)預(yù)設(shè)的控制策略實現(xiàn)SVG交流側(cè)的跟蹤控制和直流側(cè)的穩(wěn)壓控制，產(chǎn)生控制各個模塊的HVM波，若FPGA檢測到IGBT出現(xiàn)故障，則封鎖IGBT的觸發(fā)信號，防止事故擴大化，通訊板3和光纖板7實現(xiàn)分別實現(xiàn)了控制器SVG與PLC、控制器SVG與IXD觸摸屏4、控制器SVG與功率模塊的通信，控制器設(shè)計為插卡式，兩種板卡接口方式:所述的光纖板7的光纖通訊接口和多功能接口，每個光纖接口卡可以和6個功率模塊通訊，總共11個多功能接口，可插采樣卡，通訊卡或其它，也可插光纖接口卡，總共4個，具有防插錯裝置。
[0030]光纖板7主要用于功率模塊與FPGA的通訊，F(xiàn)PGA產(chǎn)生的PWM波利用光纖板7分配給各個模塊的IGBT。
[0031]采樣板5的調(diào)理電路采用16選I的多路選擇器74HC4067，選擇器的輸入選擇4路信號，實時采集各路信號，采用ADS7230作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可以實現(xiàn)IMSPS，12位無丟碼采樣，具有兩個模擬輸入通道。
[0032]主控制芯片I中，DSP選用TMS320F28335，用于數(shù)據(jù)處理，F(xiàn)PGA選用Cyclone III系列的EP3C16，用于產(chǎn)生觸發(fā)信號，各個芯片各司其職，提高控制器的響應(yīng)速度。
[0033]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方案，所述新型SVG控制器的主控制芯片中，光纖板7采用Agilent的HFBRx528，工作波長為650nm，數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)1MBcU工作電流60mA。
【主權(quán)項】
1.一種新型SVG控制器，包括主控制芯片(I)，其特征在于，主控制芯片(I)與背板(2)相連，背板(2)上分別連接有采樣板(5)、電源板(6)、光纖板(7)與通訊板(3)，所述的采樣板(5)的輸入端接收裝置輸出電流、三相相電壓與三相相電流，所述的電源板(6)輸入端接收外接控制電源，所述的光纖板(7)上設(shè)置有功率模塊與光纖，所述的通訊板(3)通過RS485與PLC可編程邏輯控制器(9)連接，通訊板(3)通過控制開關(guān)量輸出、讀取開關(guān)量輸入與外圍設(shè)備(8)連接，通訊板(3)的輸出端通過RS232與IXD觸摸屏(4)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型SVG控制器，其特征在于，所述的主控制芯片(I)由DSP與FPGA兩部分組成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型SVG控制器，其特征在于，所述控制器的主控制芯片(I)中，DSP選用TMS320F28335，用于數(shù)據(jù)處理，F(xiàn)PGA選用Cyclone III系列的EP3C16，用于產(chǎn)生觸發(fā)IGBT信號。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型SVG控制器，其特征在于，所述的控制器為插卡式。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型SVG控制器，其特征在于，所述的采樣板(5)由電壓傳感器、電流傳感器與信號調(diào)理電路組成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型SVG控制器，其特征在于，所述的光纖板(7)采用HFBRx528o
【專利摘要】一種新型SVG控制器，包括主控制芯片上設(shè)置有背板，背板上設(shè)置有采樣板、電源板、光纖板與通訊板，采樣板的輸入端接收裝置輸出電流、三相相電壓與三相相電流，電源板輸入端接收外接控制電源，光纖板上設(shè)置有功率模塊與光纖，通訊板通過RS485與PLC連接，控制開關(guān)量輸出，讀取開關(guān)量輸入，開關(guān)量輸入輸出與外圍設(shè)備連接，通訊板的輸出端通過RS232與LCD觸摸屏連接；主控制芯片主要用于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)生PWM脈沖，F(xiàn)PGA根據(jù)預(yù)設(shè)的算法和DSP處理的數(shù)據(jù)，得到觸發(fā)各個IGBT的脈沖；本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，響應(yīng)速度快，可靠性和魯棒性強，并且造價比較低，適合工程使用的特點。
【IPC分類】H02J13/00
【公開號】CN205265370
【申請?zhí)枴緾N201521131708
【發(fā)明人】侯宇剛, 李偉, 馮金義, 徐志遠(yuǎn), 王新全, 宗立軍, 馬金勝, 楊桂磊, 卜建亮, 楊強
【申請人】陜西長武亭南煤業(yè)有限責(zé)任公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月30日