CN205265370U - 一种新型svg控制器 - Google Patents

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李伟
冯金义
徐志远
王新全
宗立军
马金胜
杨桂磊
卜建亮
杨强
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Abstract

一种新型SVG控制器，包括主控制芯片上设置有背板，背板上设置有采样板、电源板、光纤板与通讯板，采样板的输入端接收装置输出电流、三相相电压与三相相电流，电源板输入端接收外接控制电源，光纤板上设置有功率模块与光纤，通讯板通过RS485与PLC连接，控制开关量输出，读取开关量输入，开关量输入输出与外围设备连接，通讯板的输出端通过RS232与LCD触摸屏连接；主控制芯片主要用于进行数据处理和产生PWM脉冲，FPGA根据预设的算法和DSP处理的数据，得到触发各个IGBT的脉冲；本实用新型具有结构简单，响应速度快，可靠性和鲁棒性强，并且造价比较低，适合工程使用的特点。

Description

一种新型SVG控制器
技术领域
本实用新型涉及自动控制领域，特别涉及一种新型SVG控制器。
背景技术
电力电子装置的普遍应用，使电网电能质量降低、网络损耗增加，动态无功补偿与谐波治理装置SVG很好的解决了电网系统中的无功与谐波问题，能有效地提高电能质量，SVG的可靠运行功率模块、控制器和启动电路等的配合，其中控制器是其最重要的部分，直接决定SVG是否正常工作。目前SVG控制器存在以下问题：控制器中的主控制芯片中采用多个DSP芯片，运算速度慢、程序容易跑飞；SVG控制器中各个模块之间仍出现电磁干扰现象，可靠性和鲁棒性不高；SVG与PLC、SVG与上位机的通讯方法仍不够理想，SVG的自动化和智能化受到影响。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供了一种新型SVG控制器，具有结构简单、响应速度快、可靠性和鲁棒性强、造价低廉的特点。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种新型SVG控制器，包括主控制芯片1，主控制芯片1与背板2相连，背板2上连接有采样板5、电源板6、光纤板7与通讯板3，所述的采样板5的输入端接收装置输出电流、三相相电压与三相相电流，所述的电源板6输入端接收外接控制电源，所述的光纤板7上设置有功率模块与光纤，所述的通讯板3通过RS485与PLC可编程逻辑控制器9连接，通讯板3通过控制开关量输出、读取开关量输入与外围设备8连接，通讯板3的输出端通过RS232与LCD触摸屏4连接。
所述的主控制芯片1由DSP与FPGA两部分组成。
所述控制器的主控制芯片1中，DSP选用TMS320F28335，用于数据处理，FPGA选用CycloneIII系列的EP3C16，用于产生触发IGBT信号。
所述的控制器为插卡式。
所述的采样板5由电压传感器、电流传感器与信号调理电路组成。
所述的光纤板7采用HFBRx528。
本实用新型的有益效果：
本实用新型控制器与各个模块之间采用光纤通信，避免了电磁干扰，具有信道间无串扰、损耗低、柔软可挠等优点。控制器通过RS485与PLC连接，控制开关量输出，读取开关量输入，通过RS232与LCD触摸屏4连接，实现SVG远程监控。
主控制芯片1采用DSP+FPGA组合，DSP用于数据处理和滤波，FPGA用于产生触发IGBT通断的PWM波，同时DSP根据IGBT的各个参数判断IGBT故障与否，FPGA根据DSP的判断结果决定是否封锁对应IGBT的触发脉冲。
本实用新型具有结构简单，响应速度快，可靠性和鲁棒性强的优点，并且造价比较低，适合工程使用。
附图说明
图1是本实用新型的原理方框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
参见图1，一种新型SVG控制器，包括主控制芯片1，主控制芯片1与背板2相连，背板2上连接有采样板5、电源板6、光纤板7与通讯板3，所述的采样板5的输入端接收装置输出电流、三相相电压与三相相电流，所述的电源板6输入端接收外接控制电源，所述的光纤板7上设置有功率模块与光纤，所述的通讯板3通过RS485与PLC可编程逻辑控制器9连接，通讯板3通过控制开关量输出、读取开关量输入与外围设备8连接，通讯板3的输出端通过RS232与LCD触摸屏4连接。
所述的采样板5主要是采集所需的各路信号，主控制芯片1主要用于进行数据处理和产生PWM脉冲，光纤板7用于实现主控制芯片1与各个模块采用光纤连接，通讯板3的通讯模块实现SVG与PLC、SVG与LCD触摸屏4的连接。
所述的主控制芯片1由DSP与FPGA两部分组成。
所述控制器的主控制芯片1中，DSP选用TMS320F28335，用于数据处理，FPGA选用CycloneIII系列的EP3C16，用于产生触发IGBT信号。
所述的控制器为插卡式。
所述的控制器设计为插卡式，两种板卡接口方式，分别为光纤通讯接口与多功能接口，每个光纤接口卡可以和6个功率模块通讯，总共11个多功能接口，可插采样卡，通讯卡或其它，也可插光纤接口卡，总共4个。
所述的采样板5用于采集电网电压、负载电流、SVG电流、各模块直流电容两端电压、IGBT电压、IGBT电流等信号，所述的采样板5由电压传感器、电流传感器与信号调理电路组成。
所述电源板6为各个芯片提供合适的电源电压。
所述的控制器的采样板5的调理电路采用16选1的多路选择器74HC4067，选择器的输入选择4路信号，实时采集各路信号，采用ADS7230作为模数转换器，可以实现1MSPS，12位无丢码采样。
所述的通讯板3包括2个RS232接口，2个RS485接口，2个CAN接口，4个开关量输入，6个开关量输出；RS232和RS485都由FPGA实现，主控制芯片1为UCC2808D-2。
所述的光纤板7采用HFBRx528。
本实用新型的工作原理是：
采样板5主要是采集所需的各路信号，主控制芯片1主要用于进行数据处理和产生PWM脉冲，将采样板5得到的信号送入DSP芯片中进行数据处理，DSP用于数据处理，FPGA用于产生多路PWM脉冲，经采样板5得到的各路信号经调理电路传给DSP芯片，DSP芯片根据预设的算法进行数据处理和滤波，得到控制器SVG的指令电流和每个功率模块应输出的电压，同时根据IGBT的电压、电流、温度等信号判断功率模块是否正常运行。得到参考电压和电流，FPGA根据预设的算法和DSP处理的数据，得到触发各个IGBT的脉冲，根据IGBT的工作参数对其采取保护措施，将DSP得出的参考电压、电流和故障信息传入FPGA中，FPGA对比得出的参考值与实际值，根据预设的控制策略实现SVG交流侧的跟踪控制和直流侧的稳压控制，产生控制各个模块的PWM波，若FPGA检测到IGBT出现故障，则封锁IGBT的触发信号，防止事故扩大化，通讯板3和光纤板7实现分别实现了控制器SVG与PLC、控制器SVG与LCD触摸屏4、控制器SVG与功率模块的通信，控制器设计为插卡式，两种板卡接口方式：所述的光纤板7的光纤通讯接口和多功能接口，每个光纤接口卡可以和6个功率模块通讯，总共11个多功能接口，可插采样卡，通讯卡或其它，也可插光纤接口卡，总共4个，具有防插错装置。
光纤板7主要用于功率模块与FPGA的通讯，FPGA产生的PWM波利用光纤板7分配给各个模块的IGBT。
采样板5的调理电路采用16选1的多路选择器74HC4067，选择器的输入选择4路信号，实时采集各路信号，采用ADS7230作为模数转换器，可以实现1MSPS，12位无丢码采样，具有两个模拟输入通道。
主控制芯片1中，DSP选用TMS320F28335，用于数据处理，FPGA选用CycloneIII系列的EP3C16，用于产生触发信号，各个芯片各司其职，提高控制器的响应速度。
进一步作为优选的实施方案，所述新型SVG控制器的主控制芯片中，光纤板7采用Agilent的HFBRx528，工作波长为650nm，数据传输速率可达10MBd，工作电流60mA。

Claims (6)

1.一种新型SVG控制器，包括主控制芯片(1)，其特征在于，主控制芯片(1)与背板(2)相连，背板(2)上分别连接有采样板(5)、电源板(6)、光纤板(7)与通讯板(3)，所述的采样板(5)的输入端接收装置输出电流、三相相电压与三相相电流，所述的电源板(6)输入端接收外接控制电源，所述的光纤板(7)上设置有功率模块与光纤，所述的通讯板(3)通过RS485与PLC可编程逻辑控制器(9)连接，通讯板(3)通过控制开关量输出、读取开关量输入与外围设备(8)连接，通讯板(3)的输出端通过RS232与LCD触摸屏(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型SVG控制器，其特征在于，所述的主控制芯片(1)由DSP与FPGA两部分组成。
3.根据权利要求2所述的一种新型SVG控制器，其特征在于，所述控制器的主控制芯片(1)中，DSP选用TMS320F28335，用于数据处理，FPGA选用CycloneIII系列的EP3C16，用于产生触发IGBT信号。
4.根据权利要求1所述的一种新型SVG控制器，其特征在于，所述的控制器为插卡式。
5.根据权利要求1所述的一种新型SVG控制器，其特征在于，所述的采样板(5)由电压传感器、电流传感器与信号调理电路组成。
6.根据权利要求1所述的一种新型SVG控制器，其特征在于，所述的光纤板(7)采用HFBRx528。
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CN112286104A (zh) * 2020-10-30 2021-01-29 民广电气科技有限公司 一种基于dsp的pwm模块综合控制器

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