[发明专利]10kV高压变频一体机直流母线电压采集电路及方法

权利要求书

1.一种10kV高压变频一体机直流母线电压采集电路，10kV高压变频一体机由输入电抗器（1）、整流单元（2）、N个逆变单元（4）和多绕组电动机（4）组成，整流单元的交流输入端经输入电抗器接于10kV交流电上，输出端形成直流母线电压，N个逆变单元串联后的两端接于直流母线电压上，每个逆变单元的输入端均接有直流母线滤波电容（5）；直流母线电压采集电路由主控板（6）、电源模块（8）和N个电压采集通信板（7）组成，N个电压采集通信板分别对N个逆变单元输入侧的直流电压进行采集；其特征在于：所述主控板与首端电压采集通信板之间、两相邻电压采集通信板之间均通过光纤（9）相通信，组成串联通信回路，每个电压采集通信板上均设置有对其供电的高频磁环供电单元（11），电源模块（8）上设置有穿过高频磁环供电单元的耐10kV电压电缆（10），电源模块通过向耐10kV电源电缆通入低压高频信号来实现对每个电压采集通信板的供电；所述电压采集通信板采用分时复用的通信方式将所采集的直流母线电压发送至主控板；

所述电压采集通信板（7）由电压衰减电路（15）、A/D转换电路（16）、数字编码电路（17）、光纤通信接收电路（19）和光纤通信发射电路（18）组成，电压衰减电路（15）的输入端接于逆变单元（3）输入侧的直流母线电压上，输出端与A/D转换电路的输入端相连接；A/D转换电路的输出端与数字编码电路相连接；光纤通信接收电路的输入端经光纤与后端相邻电压采集通信板的输出端相连接，输出端与数字编码电路相连接，光纤通信发射电路的输入端与数字编码电路的输出端相连接，输出端与前端相邻电压采集通信板或主控板的输入端相连接；

所述高频磁环供电单元（11）由高频磁环（12）、次级绕组（13）和整流滤波稳压电路（14）组成，耐10kV电压电缆穿过高频磁环（12）的内部空腔，次级绕组缠绕于高频磁环上，次级绕组接于整流滤波稳压电路的输入端，整流滤波稳压电路对次级绕组输入的交流电进行整流、滤波和稳压处理转化为直流电，对电压衰减电路（15）、A/D转换电路（16）、数字编码电路（17）、光纤通信接收电路（19）和光纤通信发射电路（18）进行供电。

2.根据权利要求1所述的10kV高压变频一体机直流母线电压采集电路的电压采集方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).通信板编号，串联通信回路里各电压采集通信板有不同的地址编号，通过光纤与主控板连接的第1块电压采集通信板地址编号为1，第2块电压采集通信板的地址编号为2，以此类推，串联通信回路末端的电压采集通信板地址编号为N；

各电压采集通信板以分时复用的通信方式同步上传采集到的直流母线电压，电压采集通信板包括数据转发状态和母线电压发送状态，同一时刻只有一块电压采集通信板处于母线电压发送状态，其它电压采集通信板处于数据转发状态；

b).末端通信板电压发送，串联通信回路的末端、地址编号为N的电压采集通信板，周期性的进入母线电压发送状态，通过光纤通信发射电路发送串行编码信号，串行编码信号包含本电压采集通信板的地址编号N、采集到的直流母线电压、校验数据；

c).编号为N-1通信板电压发送，地址编号为N-1的电压采集通信板，在检测到地址编号为N的串行编码信号发送完成之后，从数据转发状态切换到母线电压发送状态，开始通过光纤通信发射电路发送串行编码信号，串行编码信号包含本电压采集通信板的地址编号N-1、采集到的直流母线电压、校验数据，串行编码信号发送完成后自动从母线电压发送状态回到数据转发状态；

d).编号为N-2通信板电压发送，地址编号为N-2的电压采集通信板，在检测到地址编号为N-1的串行编码信号发送完成之后，从数据转发状态切换到母线电压发送状态，开始通过光纤通信发射电路发送串行编码信号，串行编码信号包含本电压采集通信板的地址编号N-2、采集到的直流母线电压、校验数据等，串行编码信号发送完成后自动从母线电压发送状态回到数据转发状态；

e). 其余通信板的电压发送，以步骤c)和步骤d)中的方式依次类推，最后，地址编号为1的电压采集通信板，在检测到地址编号为2的串行编码信号发送完成之后，从数据转发状态切换到母线电压发送状态，开始通过光纤通信发射电路发送串行编码信号，串行编码信号包含本电压采集通信板的地址编号1、采集到的直流母线电压、校验数据，串行编码信号发送完成后自动从母线电压发送状态回到数据转发状态；

f).新一轮数据上传，通过步骤b)至步骤e)，串联通信回路里各电压采集通信板分别依次上传一次各自的串行编码信号；地址编号为N的电压采集通信板周期定时时间大于所有电压采集通信板上传串行编码信号的时间，每次定时时间到之后，开始一轮新的数据上传，从而实现所有电压采集通信板分时、复用光纤通路上传采集到各组母线电压。