[实用新型]基于FPGA的模块化变频电路

说明书

本实用新型提供了一种基于FPGA的模块化变频电路，包括：上位机、控制面板、下位机、光纤板及底层单元，所述上位机与所述下位机通信连接，所述控制面板包括开关量接口，所述控制面板通过所述开关量接口与所述下位机通信连接，所述下位机与所述光纤板通信连接，所述光纤板与所述底层单元通过光纤连接。本实用新型采用模块化思想，可以根据实际需要进行扩展，克服了现有的技术可扩展性较差，对于复杂运算难以达到高速和高精度要求的缺陷，控制性能符合高性能大功率矿用提升机变频电路的要求。

技术领域

本实用新型涉及变频控制技术领域，具体地，涉及基于FPGA的模块化变频电路，特别是一种基于FPGA的模块化大功率矿井提升机变频电路。

背景技术

矿井提升机担负着矿井生产必须的人员、材料、煤炭、矸石等物资的运输重任，是矿井生产的咽喉。高性能先进的提升机电路是矿井安全高效生产的保障，主要实现变频器的运行、控制及保护等各项操作。功率3000kW以上大功率提升机电控设备一般采用交流同步电机控制，电控系统有二种形式：基于晶闸管的交交变频传动的同步电机电路和基于IGCT技术的交直交变频电路。目前，中高压变频电路主电路拓扑结构的主流是交直交变频结构。交直交变频一般采用全控型器件，例如IGBT、IGCT、SGCT等等。

目前，国内中高压大功率变频器市场基本被几个全球顶尖的电气生产商所垄断，基于IGCT技术的提升机电控系统均为国外引进技术，不仅价格高昂，在系统控制、维护、维修等方面也存在一定困难。因此，国产化高性能中高压大功率变频器的研制对于打破国际巨头公司的技术垄断具有重大的战略意义和现实意义。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种基于FPGA的模块化变频电路。

根据本实用新型提供的一种基于FPGA的模块化变频电路，包括：上位机、控制面板、下位机、光纤板及底层单元，所述上位机与所述下位机通信连接，所述控制面板包括开关量接口，所述控制面板通过所述开关量接口与所述下位机通信连接，所述下位机与所述光纤板通信连接，所述光纤板与所述底层单元通过光纤连接。

较佳的，所述控制面板上设置有多个操作按钮，分别通过对应的所述开关量接口与所述下位机通信连接。

较佳的，所述上位机通过RS232接口经过电平转换器连接所述下位机。

较佳的，所述下位机采用的架构为DSP+FPGA，所述下位机通过VME总线与所述光纤板通信连接。

较佳的，所述光纤板与所述底层单元通过两根光纤通信连接，一根为数据发送光纤，另一根为数据接收光纤。

较佳的，所述底层单元包括从控制器，与所述下位机通信连接。

较佳的，所述从控制器包括：FPGA、光纤发射和接收电路、电压/电流检测电路、信号调理板、AD转换电路、转速检测电路、温度检测电路、IGCT门极触发电路、IGCT故障返回电路和IO驱动电路；

所述电压/电流检测电路、所述转速检测电路分别通过所述信号调理板连接所述AD转换电路，所述AD转换电路连接所述FPGA，所述FPGA通过所述光纤发射和接收电路连接所述下位机，所述温度检测电路、所述IGCT门极触发电路、所述IGCT故障返回电路以及所述IO驱动电路分别与所述FPGA连接。

较佳的，所述从控制器还包括隔离电源，所述隔离电源分别为所述IGCT门极触发电路以及所述IGCT故障返回电路单独供电。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：