[实用新型]一种变流器控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种对变流器进行控制的装置，尤其是涉及一种采用DSP和FPGA作为控制核心的通用型变流器控制装置，广泛应用于各类电力系统。

背景技术

随着电力电子技术的发展，具有非线性特性的变流装置和大容量动态负载被广泛使用，电网中的谐波污染和无功问题变得日益严重，影响了电网的安全运行和工农业生产的正常用电，抑制电网谐波和无功补偿成了一个紧迫课题。

静止无功发生器（SVG）的基本原理是通过对自换相桥式电路中可控功率半导体器件（IGBT）的适当控制，将直流侧电压转换成交流侧与电网同频率的输出电压，使其电源电流的相位比电压超前或滞后90度，使SVG发出或吸收无功功率，实现动态无功补偿。

有源电力滤波器（APF）的基本原理是通过检测电网中的谐波电流，利用可控的功率半导体器件（IGBT）向电网中注入与系统谐波电流幅值相等、相位相反的电流，使电网中的总谐波为零，从而达到实时补偿谐波电流的目的。

由上述知，SVG和APF装置控制系统复杂，需要进行大量算数运算和控制逻辑处理，共同点在于均需要对大功率变流器(IGBT模块)实行控制和在线状态监测，因此针对变流器的适用控制系统的研制显得非常必要。

SVG装置和APF装置所用变流器是两个装置所用核心部件，针对该两个核心部件的控制技术成为该两项装置稳定可靠运行保证。国内外对变流器控制系统的研究有着各种不同的方案，因此就有着各种不同的控制平台框架。目前，国内外普遍采用单DSP+单FPGA的控制平台构架，并形成了一定规模的量产，但这都是针对个性化小容量、少数变流器，通讯方式单一的控制平台，随着核心装置向多重化，链式结构等大容量，多数变流器，多方式通讯的方向发展，现有的各种平台已远远不能满足要求，需要进行平台的重新大规模构架和设计，因此，我们针对各类应用情况设计了各类装置通用变流器控制平台，来满足目前针对各类变流器装置的实时控制和监控。

与本实用新型较为相似的技术方案主要有以下几种：

现有技术1为北京金自天正智能控制股份有限公司于2008年11月20日申请，并于2009年04月08日公开，公开号为CN101404457A的中国专利申请，一种基于DSP和FPGA的交交变频电流数字控制系统，由DSP主板、FPGA接口板、基于VME总线上位机、同步电压接口电路、脉冲驱动接口电路、A/D采样接口电路、同步变压器、脉冲触发功放板、电压电流传感器组成，DSP主板主要进行电流调节器、电流断续补偿和触发角的计算，FPGA接口板负责和上位机系统、同步变压器、电压、电流检测器件、电流过零检测板、脉冲触发功放板接口。该实用新型采用的技术方案DSP控制板和FPGA接口板分离，且由FPGA内部的双RAM实行数据交换，加大了FPGA的工作强度，不利于系统实时控制，应用专用双RAM芯片实行数据交换。

现有技术2为上海发电设备成套设计研究院，上海科达机电控制有限公司于2008年12月30日申请，并于2009年06月17日公开，公开号为CN101459404A的中国专利申请，一种基于DSP与FPGA的励磁系统智能功率柜调节板，包括三相脉冲触发电路，其特征在于，三相脉冲触发电路连接FPGA芯片，FPGA芯片连接三相同步检测电路、DSP芯片、光电隔离数字量信号、光纤信号、D/A转换模块、A/D转换模块，上述连接皆为双向连接。该实用新型采用的技术方案单DSP+单FPGA芯片控制容量有限，不利于大容量变频器的控制和对外通讯。

现有技术3为中国电力科学研究院于2005年09月13日申请，并于2006年05月03日公开，公开号为CN1766775A的中国专利申请，基于浮点数DSP与FPGA的静止无功补偿器的调节板，主要由32位浮点数DSP与FPGA组合而成。还包括40路14位模数转换芯片、数字锁相环PLL、CAN控制器和8路光电隔离输入输出电路等辅助外部设备。全部电路集成在一块可插拔的4层印刷电路板上，实现CPU总线不出电路板。该电路板采用4层布线，水晶工艺，表贴电路，欧式插接件，抗电磁干扰达到电磁兼容标准EMC快速瞬变4级标准，可在线编程。该实用新型采用的技术方案模拟采集精度有限，通讯功能不够多样化，只有CAN控制器。