[实用新型]高实时性的模块化变流器控制系统

权利要求书

1.一种高实时性的模块化变流器控制系统，其特征在于，包括主控制器模块和多个功率单元模块，整个模块化变流器系统的实时通信网络拓扑采用以所述主控制器模块为核心的星型结构，多个所述功率单元模块直接与所述主控制器模块通信连接。

2.如权利要求1所述的高实时性的模块化变流器控制系统，其特征在于，所述功率单元模块与所述主控制器模块之间的通信传输介质采用光纤，所述主控制器模块和功率单元模块均包括光纤转换器、FPGA/CPLD和MCU/DSP，所述FPGA/CPLD分别与所述光纤转换器、MCU/DSP连接，所述光纤转换器用于进行电信号和光信号之间的转换，所述FPGA/CPLD作为串行通信收发器，所述MCU/DSP用于进行信号处理。

3.如权利要求2所述的高实时性的模块化变流器控制系统，其特征在于，所述功率单元模块还包括模拟信号调理电路、硬件保护电路和IGBT驱动模块，所述模拟信号调理电路的输入端与传感器连接，输出端分别与MCU/DSP的ADC引脚、硬件保护电路的输入端连接，所述硬件保护电路的输出端与所述FPGA/CPLD连接，所述FPGA/CPLD还与所述IGBT驱动模块连接，所述模拟信号调理电路用于将传感器采集的模拟量信号调理为标准信号并分别传输至MCU/DSP和硬件保护电路，所述MCU/DSP用于在传感器的检测值超过预设保护阈值时，闭锁其内部脉冲发生器发出的PWM脉冲信号并发送保护动作信号至所述FPGA/CPLD，所述硬件保护电路在传感器的检测值超过预设保护阈值时输出信号会发生翻转，所述IGBT驱动模块用于驱动IGBT导通运行，所述FPGA/CPLD用于在接收到所述MCU/DSP传输的保护动作信号或者所述硬件保护电路的输出信号翻转时，控制所述IGBT驱动模块停止驱动IGBT运行，以起到对本功率单元模块的保护。

4.如权利要求3所述的高实时性的模块化变流器控制系统，其特征在于，所述硬件保护电路包括数字电位器和比较器，所述数字电位器与所述比较器的一个输入端连接，所述比较器的另一个输入端与传感器连接，所述比较器的输出端与所述FPGA/CPLD连接，所述数字电位器用于为所述比较器提供参考电压，所述比较器在模拟量信号超过参考电压时输出信号发生翻转。

5.如权利要求4所述的高实时性的模块化变流器控制系统，其特征在于，所述传感器包括用于采集IGBT温度的温度传感器、用于采集所述功率单元模块的输出电流大小的电流传感器和用于采集母线电压的电压传感器。

6.如权利要求5所述的高实时性的模块化变流器控制系统，其特征在于，所述功率单元模块包括两条硬件保护电路，其中一条硬件保护电路的输入端与所述电流传感器连接，另一条硬件保护电路的输入端与所述电压传感器连接。

7.如权利要求4所述的高实时性的模块化变流器控制系统，其特征在于，所述MCU/DSP通过其SPI接口或者IIC通讯接口与所述数字电位器连接，所述MCU/DSP还用于调节所述数字电位器的电位，以调整所述比较器的参考电压。

8.如权利要求7所述的高实时性的模块化变流器控制系统，其特征在于，所述数字电位器自身带有非易失性存储器，用于存储所述MCU/DSP输出的电位参数。

9.如权利要求3所述的高实时性的模块化变流器控制系统，其特征在于，所述FPGA/CPLD上设置有连锁保护输入端口和连锁保护输出端口，在所述主控制器模块和多个所述功率单元模块的FPGA/CPLD中，一个FPGA/CPLD的连锁保护输出端口连接至另一个FPGA/CPLD的连锁保护输入端口，多个FPGA/CPLD依次串联形成连锁保护环路，任意一个功率单元模块发生保护动作，其余功率单元模块沿环路逐一发生保护动作。

10.如权利要求9所述的高实时性的模块化变流器控制系统，其特征在于，所述连锁保护环路中仅传输高低电平信号，所有功率单元模块正常工作时，连锁保护环路中传输高电平信号，至少一个功率单元模块发生保护动作时，连锁保护环路中传输低电平信号。