[实用新型]基于FPGA的新型模块化矿用无功补偿器控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种控制系统，具体地，涉及一种基于FPGA的新型模块化矿用无功补偿器控制系统。

背景技术

煤矿电网中的无功冲击会引起电网电压波动，谐波会造成使电网供电质量恶化。谐波造成电机等机电设备的发热或烧毁，会引起供电线路、用电设备绝缘下降，老化，易造成漏电、短路等故障。因此，采用有效地方法进行谐波抑制和无功功率综合治理对矿井安全生产及其系统节能、提高设备运行可靠性尤其重要。无功补偿装置是一种快速调节无功功率的装置，它可使所需无功功率作随机调整，从而保持在冲击性负荷连接点的系统电压水平的恒定。它可有效抑制冲击性负荷引起的电压波动和闪变、高次谐波，提高功率因数，还可实现按各相的无功功率快速补偿调节实现三相无功功率平衡,使负荷处于稳定、安全、可靠的运行状态。

现有矿用无功补偿器控制系统可扩展性较差，对于复杂运算难以达到高速和高精度要求，控制性能难以达到矿用无功补偿器的要求。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种基于FPGA的新型模块化矿用无功补偿器控制系统，其可以根据实际需要进行扩展，克服了现有的技术可扩展性较差，对于复杂运算难以达到高速和高精度要求的缺陷，控制性能符合矿用无功补偿器的要求。

根据本实用新型的一个方面，提供一种基于FPGA的新型模块化矿用无功补偿器控制系统，其特征在于，包括主控板、光纤板、VME总线机箱和底层单元，主控板和光纤板插在VME总线机箱的一个背板上，光纤板与主控板通过VME总线连接，光纤板与底层单元通过光纤连接。

所述底层单元由从控制器、IGBT和直流侧电容组成，IGBT、直流侧电容都与从控制器连接。

优选地，所述从控制器由FPGA芯片、光纤发射和接收电路、电压和电流检测电路、AD转换电路、温度检测电路、IGBT驱动和故障返回电路和IO驱动电路组成，电压和电流检测电路、AD转换电路、FPGA芯片、IGBT驱动和故障返回电路依次连接，光纤发射和接收电路、温度检测电路、IO驱动电路都与FPGA芯片连接。

优选地，所述IGBT采用英飞凌公司生产的FF650R17IE4型模块；所述FPGA芯片采用爱特公司生产的ProASIC3A3P250型芯片；所述光纤发射和接收电路采用安华高科技公司生产的HFBR-1521Z型发射器和HFBR-2521Z型接收器，所述AD转换电路采用亚德诺半导体公司生产的AD7656型芯片；所述IGBT驱动和故障返回电路采用CONCEPT公司生产的2SP0320V2A0型双路IGBT驱动板；所述电压和电流检测电路采用德州仪器公司生产的OPA2277型运算放大器。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：本实用新型提供了一种基于FPGA的新型模块化无功补偿控制系统，主控板采用DSP+FPGA的架构，通过VME总线与光纤板进行通讯。光纤板与底层单元通过光纤连接，通过光纤头将数据发送到底层单元，该控制系统采用模块化思想，可以根据实际需要通过VME总线机箱对主控板、光纤板和底层单元进行扩展，克服了现有的技术可扩展性较差，对于复杂运算难以达到高速和高精度要求的缺陷，控制性能符合矿用无功补偿器的要求。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型基于FPGA的新型模块化矿用无功补偿器控制系统的结构示意图。

图2为本实用新型中底层单元的结构示意图。

图3为本实用新型中从控制器的结构示意图。

图4为本实用新型中电压和电流检测电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。