[发明专利]一种用于大功率电力电子器件冷却系统的集成控制器

说明书

一种用于大功率电力电子器件冷却系统的集成控制器，包括：数据处理电路、开关量采集电路、开关量输出电路、模拟量采集电路、模拟量输出电路；集成控制器工作时，由开关量采集电路采集冷却系统中的开关量输入信号，由模拟量采集电路采集冷却系统中的模拟量输入信号；数据处理电路接收到开关量输入信号和模拟量输入信号后，以经过预设的程序处理后的开关量输出信号和模拟量输出信号分别为开关量输出电路和模拟量输出电路的输出；集成控制器通过采集水冷系统的各个开关、阀门、温度、压力、流量等信号状态，由装置内部程序进行处理后控制水冷系统的水泵、加热器、三通阀等部件的开关，实现水冷系统自动控制运行的要求。

技术领域

本发明涉及大功率电力电子器件冷却设备的控制技术领域，更具体地，涉及一种用于大功率电力电子器件冷却系统的集成控制器。

背景技术

直流输电换流阀、柔性直流换流阀、高压变频器、大功率无功补偿装置等大功率电力电子设备，具备功率密度高、热损耗大，对冷却介质的绝缘要求高的特点，而冷却系统的稳定可靠关系着这些大功率电力电子设备的运行安全，因此，需要对大功率电力电子器件的冷却系统进行研究。现有技术中，大功率电力电子设备冷却系统的外部散热，主要采用以空气冷却器为主体的风冷系统，和以闭式冷却塔或开式冷却塔为主体的水冷系统。

现有技术中，水冷系统产品的设计和制造都非常成熟，水冷系统的控制器主要采用可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)。然而，PLC控制器的仅材料成本在水冷装置造价的占比最高可达到6％，还需要考虑调试成本等其它投资；此外，虽然PLC控制器控制逻辑算法成熟、性能稳定，但其采用的还是20年前的框架，在技术先进性方面不存在优势；在使用PLC作为水冷装置的控制器时，尤其是随着电力物联网的技术发展，用户对水冷系统产品的控制性能要求增多，比如故障录波等功能，PLC控制器不仅需要预留扩展接口，而且在解决方案上用户必须进行大量的二次开发编程，这使得PLC控制器的建设成本更高。此外，在机械尺寸方面，PLC控制器尺寸较大、安装不便捷。

因此，需要对用于大功率电力电子器件冷却系统的集成控制器进行研究，研制出一个经济的、性能良好的扩展型控制器。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种用于大功率电力电子器件冷却系统的集成控制器，通过采集水冷系统的各个开关、阀门、温度、压力、流量等信号状态，由装置内部程序进行处理后控制水冷系统的水泵、加热器、三通阀等部件的开关，实现水冷系统自动控制运行的要求。

本发明采用如下的技术方案。

一种用于大功率电力电子器件冷却系统的集成控制器，集成控制器采用SOC(System-on-a-Chip)芯片。

集成控制器包括：数据处理电路、开关量采集电路、开关量输出电路、模拟量采集电路、模拟量输出电路；

集成控制器工作时，由开关量采集电路采集冷却系统中的开关量输入信号，同时由模拟量采集电路采集冷却系统中的模拟量输入信号；数据处理电路接收到开关量输入信号和模拟量输入信号后，以经过预设的程序处理后的开关量输出信号为开关量输出电路的输出，以经过预设的程序处理后的模拟量输出信号为模拟量输出电路的输出；冷却系统的各部件在开关量输出信号或模拟量输出信号的控制下进行工作；其中，

开关量输入信号包括：电源开关状态信号，电源接触器开关状态信号，阀门开关状态信号；开关量输出信号包括：水泵的启停动作信号，风机的启停动作信号，加热器的启停动作信号，阀门的开关动作信号；

模拟量输入信号包括：温度传感器的电信号，压力传感器的电信号，流量传感器的电信号，电导率传感器的电信号；模拟量输出信号包括：调速水泵的电信号，调速风机的电信号，变频器的电信号。

模拟量输入信号中的电信号为电压或电流；模拟量输出信号中的电信号为转速或频率。