[发明专利]用于寿命预测的PWM变流器支撑电容电流采样与重构方法

说明书

本发明涉及一种用于寿命预测的PWM变流器支撑电容电流采样与重构方法，可在不新增电流传感器的情况下获得流经电容的电流值，根据测量流经电容的电流值可实现电容剩余寿命的在线监测。所述方法无需改变电路拓扑的，且便于实际中实现，同时避免了实际计算时的复杂性，同时消除了死区时间对采样点选择的影响。且该电流采样与重构方法较常规方案具备更小的误差。

技术领域

本发明涉及一种电流采样与重构方法，具体涉及一种用于寿命预测的PWM变流器支撑电容电流采样与重构方法。

背景技术

现有的PWM变流器直流支撑电容在线监测方案普遍通过计算电容等效参数进行电容剩余寿命的预测，计算电容等效参数需要采集流经电容的电流值(以下简称电容电流值)。电容电流值的采集方案大体可以分为两种：第一种在支撑电容回路增加电流传感器，直接测量电容电流值。这种方案改变了PWM变流器的电路拓扑，易引入杂散电感增加系统功耗。第二种方案利用线路中已有的电流传感器和电流重构算法计算出电容电流值。这种方案在直流变换器中得到了广泛的应用，但对于交流变流器，由于交流变流器拓扑的复杂性和死区时间的存在，电流重构算法在实际操作中存在许多难点。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种无需改变电路拓扑的，且便于实际中实现的电流采样与重构方法。该方法避免了实际计算时的复杂性，同时消除了死区时间对采样点选择的影响。且该电流采样与重构方法较常规方案具备更小的误差。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种PWM变流器直流支撑电容剩余寿命在线监测系统，采用DSP+FPGA架构，包括：核心板、底板、AD7656采样模块；所述核心板包括DSP系统和FPGA最小系统；所述DSP系统包括：DSP最小系统和外挂储存单元；所述外挂储存单元包括：FLASH芯片和RAM芯片，所述AD7656采样模块包括3块AD7656芯片和低通滤波器，DSP芯片的数据地址总线、PWM输出信号线、BOOT引导信号线、通用输入输出信号线均与FPGA芯片连接；DSP芯片的EM1CS2管脚与FLASH芯片连接，用于片选FLASH芯片；DSP芯片的EM1CS3管脚与RAM芯片连接，用于片选RAM芯片；DSP芯片的EM1OE管脚和EM1WE管脚分别与FLASH芯片的读、写管脚连接；DSP芯片的EM1OE管脚和EM1WE管脚分别与RAM芯片的读、写管脚连接；DSP芯片的19位地址总线和16位数据总线分别与FLASH芯片的地址管脚、数据管脚连接；DSP芯片的19位地址总线和16位数据总线分别与RAM芯片的地址管脚、数据管脚连接；

FPGA芯片的12个GPIO管脚分别与3块AD7656芯片的片选管脚CS、复位信号管脚RESET、反馈信号管脚BUSY、启动转换信号管脚CONVST连接，3块AD7656芯片的数据管脚均与DSP芯片的16数据总线连接；所述AD7656芯片的6路采样输入管脚均与一个低通滤波器的输出端连接，一个低通滤波器的输入端与电压传感器连接，另一个低通滤波器的输入端与电流传感器连接；

所述底板与核心板连接，为核心板的控制芯片提供电源；所述核心板的扩展接口包括：多种协议串行通信接口，ADC采样输入接口，数据地址总线接口，PWM输出接口和多个数字输入输出接口。

在上述方案的基础上，所述在线监测系统还包括：W5300通信模块和上位机，所述W5300通信模块包括WIZnet W5300芯片和以太网变压器，DSP芯片的EM1CS4管脚与WIZnetW5300芯片的管脚CS连接，DSP芯片的EM1OE管脚和EM1WE管脚分别与WIZnet W5300芯片的读、写管脚连接，DSP芯片的8位地址总线与WIZnet W5300芯片的地址线输入管脚连接，DSP芯片的16位数据总线与WIZnet W5300芯片的数据输入管脚连接，所述W5300通信模块通过以太网变压器HR911103A与上位机进行连接通信。