[實用新型]一種功率柜調節板

無效

• 申請號: 200820208576.7
• 申請日: 2008-12-30
• 公開（公告）號: CN201332378Y
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 楊鴻鈞;張林云;俞高偉
• 申請（專利權）人: 上海發電設備成套設計研究院;上海科達機電控制有限公司
• 主分類號: H02P9/14
• 分類號: H02P9/14
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本實用新型涉及一種功率柜調節板，特別涉及一種基于DSP與FPGA的勵磁系統智能功率柜調節板。

背景技術

在我國，早期大型發電機的勵磁系統采用的都是三機系統，即永磁機、勵磁機及發電機，這樣的系統模式給安裝、調試和維護帶來極大的麻煩。隨著大功率電力電子器件的發展，安裝調試簡單、維護方便的靜態勵磁系統運用而生。該系統僅由一臺勵磁變壓器和一臺發電機勵磁裝置組成。但這樣的系統面臨著一個比較嚴重的問題，當發電機容量較大、勵磁功率柜數目較多的時候，由于勵磁系統的結構布局以及功率器件間的離散性，會導致勵磁裝置內部各功率柜輸出電流的不平衡，嚴重時會導致系統被迫停機，影響電力的生產。為了消除這種缺陷，一開始人們采用人工調節磁阻的辦法來減小各功率柜電流的不平衡，但是效果并不是十分理想。隨著微電子技術的發展，人們逐漸采用智能功率柜調節技術來解決這個問題，它在解決勵磁電流分配、保證系統穩定運行問題上有著無可比擬的優越性。但是一般的勵磁系統功率柜調節板在計算速度與精度、通信速度及抗干擾能力上存在著很多不足，因此迫切需要一種性能更優越、可靠性更高的調節板。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種計算速度快、精度高，采樣精度高，通信速度快，抗干擾能力強，多功能高集成度的硬件設計，編程靈活方便的功率柜調節板。

為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是提供了一種功率柜調節板，包括三相脈沖觸發電路，其特征在于，三相脈沖觸發電路連接FPGA芯片，FPGA芯片連接三相同步檢測電路、DSP芯片、光電隔離數字量信號、光纖信號、DA轉換模塊、AD轉換模塊，上述連接皆為雙向連接。

DSP在計算速度與精度上的優勢以及FPGA的強大調度能力，使得兩者可緊密合作，各自發揮特長，從而保證調節板的準確性與可靠性。DSP作為CPU，其對外的低16位地址總線和16位數據總線作為調節板的并行總線，總線的另一端掛在可編程邏輯門陣列FPGA上。FPGA通過邏輯控制AD轉換模塊，對6路模擬量輸入進行模數轉換，轉換的結果存于FPGA的雙口RAM中，DSP通過并行總線讀取雙口RAM的信息，并結合從主控及其他功率柜取得的信息進行計算，得到新的控制值，然后DSP再通過并行總線將控制值寫入FPGA內的三個計數器中，由FPGA根據計數值來觸發脈沖。

在通信方面，DSP自帶的1M通信速率的CAN總線功能可保證勵磁系統各功率柜間的通信。而FPGA上帶有的光纖通信速率更是達到了5M，通過自己編寫通信協議，使得通信速率大大提高，性能遠遠超越RS232，RS485等常規通信手段。

在抗干擾方面，大量應用光纖技術，即輸入輸出為光電隔離數字量信號及光纖信號，使系統擺脫了傳統的電通信方式，從而消除了由功率柜內強電磁干擾引起的故障問題。

由于選用了DSP芯片，使得編程方式也極其方便靈活，除底層驅動外，所有編程均可以為圖形化編程方式，從而使人擺脫了手寫代碼這個復雜繁瑣而且出錯率高的環節。同時，還支持在線編程。

由于采用了上述的技術方案，本實用新型就具有了以下的幾大優點：高性能的計算精度和速度；高精度的AD采樣技術；超快的通信速率；方便而靈活的多功能高集成度硬件設計；超強的抗強電磁干擾能力；先進的圖形化的編程方式。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的一種功率柜調節板的結構框圖；

圖2為三相同步檢測電路的結構框圖。

具體實施方式

以下結合實施例來具體說明本實用新型。

實施例

如圖1所示，為實用新型提供的一種功率柜調節板的結構框圖，主要由32位浮點數數字處理芯片(DSP)與超大規模可編程邏輯門陣列(FPGA)組成，其它還有12路AD轉換模塊，4路DA轉換模塊，CAN總線，8路5M通信光纖，6路光電隔離數字量輸入，4路光電隔離數字量輸出，6路光電隔離的脈沖輸出，三相同步電壓檢測電路。所有電路都集成在一塊4層板上，實現所有重要信號不出電路板。