[发明专利]一种地铁能量回馈装置的主从控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种地铁能量回馈装置的主从控制系统，其特征在于：包括主控制器与从控制器；

所述主控制器设置在直流柜内，与上位机通过CAN通讯相连；所述主控制器包括FPGA主控板、AD采样模块、主控输入模块、主控输出模块、主控通讯发送模块、主控通讯接收模块；所述AD采样模块、主控输入模块、主控输出模块、主控通讯发送模块、主控通讯接收模块分别与FPGA主控板电路连接；

所述的从控制器设置在功率柜内，所述从控制器包括FPGA从控板、从控采样模块、从控通讯模块、从控输入模块、从控输出模块、PWM输出模块和IGBT驱动模块；所述从控采样模块、从控通讯模块、从控输入模块、从控输出模块、PWM输出模块和IGBT驱动模块分别与FPGA从控板电路连接；

所述从控制器在功率柜中分为两组：第一组从控制器与第二组从控制器；所述第一组从控制器与第二组从控制器串联；每组从控制器中的从控制器之间为并联。

2.根据权利要求1所述的一种地铁能量回馈装置的主从控制系统，其特征在于：

所述每个从控制器还包括CT采样模块，所述CT采样模块与FPGA从控板电路相连。

3.根据权利要求1所述的一种地铁能量回馈装置的主从控制系统，其特征在于：

所述PWM输出模块与所在从控制器组的IGBT驱动模块相连，从而控制IGBT通断。

4.一种如权利要求1-3任一权利要求所述一种地铁能量回馈装置的主从控制系统的控制方法；其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：主控制器进行统一的锁相、直流电压和电流的双闭环算法计算，将计算得到的对称的一半PWM脉冲信号发送到从控制器；

步骤二：从控制器接收PWM信号进行死区分配，通过IGBT驱动模块驱动IGBT通断；所述从控制器将温度、故障状态、输出电流通过高速光纤发送到主控制器。

5.根据权利要求4所述的一种地铁能量回馈装置的主从控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤一具体包括：

所述主控制器中通过AD采样模块采集电网电压的相位信息进行统一软件锁相，从控制器不参与锁相，从而保证各从模块的相位一致性；

所述主控制器通过AD采样模块采集的电网电压、电流数据进行双闭环算法计算得到调制量，然后通过SPWM模块得到对称的上桥臂PWM脉冲信号，通过高速光纤将其传送到每个从控制器；

所述主控制器将计算得到的PWM信号、使能信号、故障信号、控制命令通过高速光纤定频地、同步地、高速发送到各从控制器；

所述步骤二具体包括：

从控制器接收到PWM脉冲信号，将脉冲进行死区分配，并实时进行通信校验，当出现校验错误的PWM帧信号时，从控制器自身封锁脉冲，进故障态；

从控制器将所在的从控制器的故障信息、IGBT温度、驱动状态、输出电流的模块信息通过高速光纤定频地发送给主控制器，主控制器解析出各种信息通过从控制器的状态判断装置是否冗余控制。

6.根据权利要求4所述的一种地铁能量回馈装置的主从控制系统的控制方法，其特征在于：还包括：步骤三：从控制器存在从控制器故障时，从控制器自身封锁脉冲，并发送故障信号到主控制器；所述主控制器接收到故障信号后对故障所在的分控制器组进行同幅度限容运行。

7.根据权利要求4所述的一种地铁能量回馈装置的主从控制系统的控制方法，其特征在于：还包括：步骤四：所述主控制器与从控制器均为FPGA控制器，三相反馈电流采用同步并行进行；直流电压若存在串联也同步并行进行，并且所有的PWM必须同时并行下发，保证同步性。

8.根据权利要求4或5或6或7所述的一种地铁能量回馈装置的主从控制系统的控制方法，其特征在于：主控制器往从控制器和从控制器往主控制器的通讯，采用不同频率的定频发送；所述主控制器往从控制器为了保证PWM的低延时特性，采用高频率发送；而从控制器往主控制器为了保证大数据量发送的可靠性采用低频率即采样频率发送。