[发明专利]全控交直交变流系统直流电容剩余寿命监测方法

说明书

本发明提供了一种全控交直交变流系统直流电容剩余寿命监测方法，提供了一种无需增加额外的硬件设备和特制的测量设备，便于移植和实现的，准确度较高的电容剩余寿命在线监测方案。该方案基于电容器一阶等效阻容电路，利用系统中已有的用于变流控制的电压电流传感器，在线实时测量出电容器等效电容值和等效电阻值，从而预测出电容器剩余寿命。

技术领域

本发明涉及一种直流电容剩余寿命监测方法，具体涉及一种全控交直交变流系统直流电容剩余寿命监测方法。

背景技术

全控整流交直交变流系统具备高效率和高可靠性，同时提供了幅值和频率完全可控的三相或单相交流电源输出，因此被广泛的应用于各种场合。涉及该变流系统的可靠性研究中，直流侧电容器的剩余寿命在线监测成为近些年的研究热点。多数电容器剩余寿命在线监测方案针对电容器的等效参数进行监测，往往需要增加额外的硬件设备和特制的测量设备。也有些在线监测方案针对部分场合的特殊性，如电机驱动场合，在系统的启动和停机过程中，利用电容器的充放电特性进行电容器等效电容值的计算。这些在线监测方案要么不具备普适性，不便于移植；要么需要额外的经济投入，增加了成本；要么停留在理论研究阶段，抗干扰能力差。

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增加额外硬件设备和特制测量设备的，便于移植和实现的，准确度较高的电容剩余寿命在线监测方案。本方案基于电容器一阶等效阻容电路，利用系统中已有的用于变流控制的电压电流传感器，在线实时测量出电容器等效电容值和等效电阻值，从而预测出电容器剩余寿命。

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、W5300通信模块和上位机；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，所述W5300通信模块包括WIZnet W5300芯片和以太网变压器，

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；

DSP芯片的EM1CS4管脚与WIZnet W5300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WIZnetW5300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；

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，所述在线监测系统采用可扩展接插件设计，所述可扩展接插件设计允许用户针对核心板的功能和目标功能自由设计底板。