[實用新型]基于FPGA的新型模塊化礦用無功補償器控制系統

有效

• 申請號: 201420459796.2
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN204089204U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 蘇海;孫應軍;史紅邈;陳繼剛;權紅星;衛軍;黃勇;楊曉國;賈威彪;郝軍;姜建國;喬樹通
• 申請（專利權）人: 山西潞安集團余吾煤業有限責任公司;上海交通大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02M1/092
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本實用新型涉及一種控制系統，具體地，涉及一種基于FPGA的新型模塊化礦用無功補償器控制系統。

背景技術

煤礦電網中的無功沖擊會引起電網電壓波動，諧波會造成使電網供電質量惡化。諧波造成電機等機電設備的發熱或燒毀，會引起供電線路、用電設備絕緣下降，老化，易造成漏電、短路等故障。因此，采用有效地方法進行諧波抑制和無功功率綜合治理對礦井安全生產及其系統節能、提高設備運行可靠性尤其重要。無功補償裝置是一種快速調節無功功率的裝置，它可使所需無功功率作隨機調整，從而保持在沖擊性負荷連接點的系統電壓水平的恒定。它可有效抑制沖擊性負荷引起的電壓波動和閃變、高次諧波，提高功率因數，還可實現按各相的無功功率快速補償調節實現三相無功功率平衡,使負荷處于穩定、安全、可靠的運行狀態。

現有礦用無功補償器控制系統可擴展性較差，對于復雜運算難以達到高速和高精度要求，控制性能難以達到礦用無功補償器的要求。

實用新型內容

針對現有技術中的缺陷，本實用新型的目的是提供一種基于FPGA的新型模塊化礦用無功補償器控制系統，其可以根據實際需要進行擴展，克服了現有的技術可擴展性較差，對于復雜運算難以達到高速和高精度要求的缺陷，控制性能符合礦用無功補償器的要求。

根據本實用新型的一個方面，提供一種基于FPGA的新型模塊化礦用無功補償器控制系統，其特征在于，包括主控板、光纖板、VME總線機箱和底層單元，主控板和光纖板插在VME總線機箱的一個背板上，光纖板與主控板通過VME總線連接，光纖板與底層單元通過光纖連接。

所述底層單元由從控制器、IGBT和直流側電容組成，IGBT、直流側電容都與從控制器連接。

優選地，所述從控制器由FPGA芯片、光纖發射和接收電路、電壓和電流檢測電路、AD轉換電路、溫度檢測電路、IGBT驅動和故障返回電路和IO驅動電路組成，電壓和電流檢測電路、AD轉換電路、FPGA芯片、IGBT驅動和故障返回電路依次連接，光纖發射和接收電路、溫度檢測電路、IO驅動電路都與FPGA芯片連接。

優選地，所述IGBT采用英飛凌公司生產的FF650R17IE4型模塊；所述FPGA芯片采用愛特公司生產的ProASIC3A3P250型芯片；所述光纖發射和接收電路采用安華高科技公司生產的HFBR-1521Z型發射器和HFBR-2521Z型接收器，所述AD轉換電路采用亞德諾半導體公司生產的AD7656型芯片；所述IGBT驅動和故障返回電路采用CONCEPT公司生產的2SP0320V2A0型雙路IGBT驅動板；所述電壓和電流檢測電路采用德州儀器公司生產的OPA2277型運算放大器。

與現有技術相比，本實用新型具有如下的有益效果：本實用新型提供了一種基于FPGA的新型模塊化無功補償控制系統，主控板采用DSP+FPGA的架構，通過VME總線與光纖板進行通訊。光纖板與底層單元通過光纖連接，通過光纖頭將數據發送到底層單元，該控制系統采用模塊化思想，可以根據實際需要通過VME總線機箱對主控板、光纖板和底層單元進行擴展，克服了現有的技術可擴展性較差，對于復雜運算難以達到高速和高精度要求的缺陷，控制性能符合礦用無功補償器的要求。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為本實用新型基于FPGA的新型模塊化礦用無功補償器控制系統的結構示意圖。

圖2為本實用新型中底層單元的結構示意圖。

圖3為本實用新型中從控制器的結構示意圖。

圖4為本實用新型中電壓和電流檢測電路的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本實用新型進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本實用新型的保護范圍。