[實(shí)用新型]一種電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220138741.2
• 申請(qǐng)日: 2012-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202565026U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 包海龍;何維國(guó);劉雋;張宇;沈勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海市電力公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J13/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J13/00
• 代理公司: 上海三和萬(wàn)國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31230
• 代理人: 章鳴玉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于交流干線(xiàn)或交流配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制系統(tǒng)的電路裝置，尤其是適用于高壓交流電網(wǎng)電能調(diào)節(jié)裝置的功率單元控制。

背景技術(shù)

城市電網(wǎng)中現(xiàn)代工業(yè)、商業(yè)和居民用電設(shè)備，如高性能辦公設(shè)備、精密實(shí)驗(yàn)儀器、變頻調(diào)速設(shè)備、可編程邏輯控制器、各種自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等對(duì)電源特性變化敏感性負(fù)荷呈逐年上升趨勢(shì)，對(duì)電能質(zhì)量的要求不斷提高。對(duì)敏感用戶(hù)(如半導(dǎo)體制造企業(yè))而言，幾十毫秒的電壓暫降就可能導(dǎo)致設(shè)備損壞、生產(chǎn)線(xiàn)停產(chǎn)，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。與此同時(shí)，分布式能源、沖擊性和干擾性負(fù)荷的大量接入等因素都使得電網(wǎng)電能質(zhì)量存在日趨惡化的趨勢(shì)，嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和用電設(shè)備的正常工作。

針對(duì)敏感負(fù)荷電能質(zhì)量控制問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了電能質(zhì)量控制產(chǎn)品的研究制造。但是，電能質(zhì)量控制裝置還沒(méi)有形成標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，并且主要停留在低壓小容量范圍，中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利“低諧波電源質(zhì)量控制系統(tǒng)”(實(shí)用新型專(zhuān)利號(hào)：ZL201020133972公開(kāi)號(hào)：CN201656479)公開(kāi)了一種低諧波電源質(zhì)量控制系統(tǒng)。該低諧波電源質(zhì)量控制系統(tǒng)包含檢測(cè)裝置、電力調(diào)整裝置、阻性負(fù)載裝置。檢測(cè)裝置接收來(lái)自于阻性負(fù)載裝置的反饋信號(hào)。檢測(cè)裝置輸出的控制信號(hào)可以用電壓或電流為信號(hào)。電力調(diào)整裝置接收到所述控制信號(hào)后，以比例方式輸出驅(qū)動(dòng)電壓。所述比例方式為在連續(xù)輸出時(shí)間間隔輸出全功率驅(qū)動(dòng)電壓，并在連續(xù)不輸出時(shí)間間隔停止輸出全功率驅(qū)動(dòng)電壓。阻性負(fù)載裝置接收驅(qū)動(dòng)電壓后，輸出反饋信號(hào)到檢測(cè)裝置。以比例方式在連續(xù)輸出時(shí)間間隔輸出全功率驅(qū)動(dòng)電壓，并在連續(xù)不輸出時(shí)間間隔停止輸出全功率驅(qū)動(dòng)電壓，將能夠有效的減少產(chǎn)生電力的諧波。但是該裝置僅適用于小功率的阻性負(fù)載裝置，不適用于高壓大功率的電網(wǎng)電能質(zhì)量控制，也沒(méi)有解決通過(guò)EtherCAT網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的功率控制和檢測(cè)保護(hù)的技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是要提供一種電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)控制器，解決通過(guò)EtherCAT網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的功率控制和檢測(cè)保護(hù)的技術(shù)問(wèn)題。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)控制器，通過(guò)EtherCAT網(wǎng)絡(luò)連接到電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，所述的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置包括控制系統(tǒng)和IGBT功率單元，所述的控制系統(tǒng)包括EtherCAT耦合器，其特征在于：

所述的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)控制器包括數(shù)字信號(hào)處理器，信號(hào)調(diào)理元件，電流/電壓轉(zhuǎn)換元件和EtherCAT從站控制器，所述的數(shù)字信號(hào)處理器包括AD轉(zhuǎn)換器和PWM輸出模塊；

所述的AD轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)輸入端，通過(guò)信號(hào)調(diào)理元件和電流/電壓轉(zhuǎn)換元件連接到所述IGBT功率單元的采樣點(diǎn)；

所述的PWM輸出模塊通過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)電路，連接到所述的IGBT功率單元；

所述的數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)EtherCAT從站控制器連接到所述EtherCAT耦合器。

本實(shí)用新型的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)控制器的一種較佳的技術(shù)方案，其特征在于所述的數(shù)字信號(hào)處理器包含PWM信號(hào)封鎖模塊；當(dāng)數(shù)字信號(hào)處理器檢測(cè)到IGBT功率單元的電壓或電流異常時(shí)，PWM信號(hào)封鎖模塊直接封鎖所述的PWM輸出模塊，通過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)電路關(guān)斷所述的IGBT功率單元。

本實(shí)用新型的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)控制器的一種更好的技術(shù)方案，其特征在于所述的數(shù)字信號(hào)處理器包含故障信號(hào)輸入端；當(dāng)所述的故障信號(hào)輸入端接收到故障信號(hào)時(shí)，PWM信號(hào)封鎖模塊直接封鎖所述的PWM輸出模塊，通過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)電路關(guān)斷所述的IGBT功率單元。

本實(shí)用新型的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)控制器的一種改進(jìn)的技術(shù)方案，其特征在于所述的IGBT功率單元是H橋功率單元，所述的故障信號(hào)輸入端連接到H橋的橋臂故障檢測(cè)輸出端；當(dāng)所述的H橋功率單元的任何一個(gè)橋臂發(fā)生故障時(shí)，PWM信號(hào)封鎖模塊直接封鎖所述的PWM輸出模塊，通過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)電路關(guān)斷所述的H橋功率單元。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1.本實(shí)用新型的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)控制器，采用實(shí)時(shí)串行以太網(wǎng)(EtherCAT)總線(xiàn)控制技術(shù)，傳送速率高；核心控制板采用高速專(zhuān)用芯片，大大增強(qiáng)了核心控制器的處理能力。

2.本實(shí)用新型的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)控制器能夠快速響應(yīng)電源和功率單元的故障，可以有效地保護(hù)電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置和電網(wǎng)的運(yùn)行安全。