[发明专利]一种高压节电器

权利要求书

1. 一种高压节电器，其特征在于，包括多副边绕组变压器、功率模块单元和控制系统，所述功率模块单元连接在所述多副边绕组变压器和控制系统之间，若干个功率模块单元串联构成所述高压节电器的一相；其中， 

所述多副边绕组变压器为多副边绕组移相变压器；

所述功率模块单元，用于执行控制系统的指令输出PWM电压；

所述控制系统，用于采用矢量控制方式计算所述节电器的输出频率，控制所述功率模块单元的导通频率和时间。

2.如权利要求1所述的高压节电器，其特征在于，所述控制系统的主控板采用基于数字信号处理专用集成芯片DSP芯片作为CPU；

所述DSP芯片包括主DSP芯片和协处理DSP芯片，其中，

所述主DSP芯片用于完成所述控制系统的逻辑判断、所述功率模块单元的控制以及故障中断的处理，并通过双口RAM芯片与所述协处理DSP芯片进行数据传输；

所述协处理DSP芯片，用于进行复杂运算，其运算速度大于所述主DSP芯片。

3.如权利要求1所述的高压节电器，其特征在于，在所述高压节电器的输入端、输出端连接有用于检测所述节电器输入／输出电压的高压电阻分压板以及用于检测所述节电器输入／输出电流的电流互感器；

所述高压电阻分压板和电流互感器的信号输出端与所述控制系统的主控板相连；所述高压电阻分压板和电流互感器输出的模拟信号经过模拟／数字转换、抗混迭滤波及滤波校正处理后，输入到所述控制系统的主控板上；

所述高压电阻分压板和电流互感器输出的模拟信号经过模拟／数字转换后输入给所述主DSP芯片的AD通道；在所述主DSP芯片电压检测AD通道前，串联有低通滤波器环节，在所述主DSP芯片电压检测AD通道后，串联有低通滤波器的逆环节，用于补偿低通滤波的幅值和相位的影响。

4.如权利要求1所述的高压节电器，其特征在于，所述控制系统的主控板连接有FLASH参数存储卡，用以保存调试参数；

所述控制系统的主控板通过串行通讯接口与软件示波器连接，所述软件示波器用于显示所有电机控制的中间变量和参数；

所述控制系统的主控板通过串行通讯芯片、标准的串行通讯接口与工控机连接。

5.如权利要求1所述的高压节电器，其特征在于，所述控制系统采用矢量控制方式控制所述节电器的输出；

所述矢量控制包括磁链观测和速度辨识方案、电机参数检测和自动校正方案、电压检测抗混迭滤波及滤波校正方案、串级多电平逆变器的死区补偿方案、电机反馈功率控制的制动方案、飞车重启动和断电重启动方案。

6.如权利要求5所述的高压节电器，其特征在于，所述控制系统根据采集的输入、输出电压和电流值进行磁链观测和速度辨识，基于电机控制的矢量控制理论计算得到转子电压、转子电流、转子转速、定子频率、滑差、转子磁链及转矩各个运行变量，将所述运行变量作为所述节电器控制电机的重要参数；

所述控制系统采用基于电机电流方向的补偿方法和节电器输出电压反馈补偿方法，对所述串级多电平逆变器的死区时间和开关管压降造成的电流谐波、低频振荡、转矩脉动、输出电压下降进行补偿。

7.如权利要求1所述的高压节电器，其特征在于，所述控制系统主控板还设置有速度传感器数据输入口，用于进行速度传感器的矢量控制；

设置有硬件过流值调节装置，用于利用电压补偿软件模块实现线性化；

设置输出接地故障检测及保护装置，用于对输出端相电压进行监控；

设置有JTAG接口，用于进行控制软件的升级。

8.如权利要求1所述的高压节电器，其特征在于，所述控制系统对电机反馈功率进行控制，计算减速时从电机反馈回所述节电器的能量大小，根据所述能量大小调整电机的减速时间。

9.如权利要求1所述的高压节电器，其特征在于，所述控制系统的运行方式包括变压变频开环控制、矢量控制的闭环控制、零输入输出漂移检测、自动校正以及参数自动检测。

10.如权利要求1所述的高压节电器，其特征在于，所述控制系统的主控板与工控机之间采用硬连接的信号定义；

与工控机之间的通讯采用工业通用的MODBUS协议，并采用标准化的工控机软件；所述工控机的软件采用标准化的结构和参数表。