[发明专利]一种大功率变流器分布式控制系统

权利要求书

1.一种大功率变流器分布式控制系统，其特征在于由多个单套控制器组合而成，多个单套控制器之间的信息交互通过POWERLNK完成；所述多个单套控制器中：

主控器的数量为1个，它是变流器的大脑，接受各个部分的状态信息并传达控制命令；它首先负责与风机主控交互，通过CANOPEN与风机主控联系，将变流器的状态以及风机信息发至风机主控，并接受风机主控的控制，从而配合风机主控达到风机最大风能跟踪的目的，实现风机正常发电；其二，实时监控变流器的各种状态，一旦变流器发生故障或者一些异常情况出现通过保存这些变流器的状态信息作为历史追溯依据；其三，内置测试程序，配合变流器在出厂前测试工作，通过以太网实时将数据传到工作服务器上，以便操作人员实时监控变流器工作状况；其四，通过POWERLNK与其他子控制器协同工作，通过其他子控制器传递的数据信息，通过内部的算法控制流程达到变流器的正常工作以及一些故障异常处理工作；

子控制器的数量根据变流器并联单元模块的数量的多少而定，并且各子控制器的配置完全一样；它首先负责监控变流器基本单元，包括背靠背变流器、充电、卸荷回路的控制信号以及状态信息，PWM脉冲信号产生、快速过流过热保护，采集电压电流信号，并通过这些信号进行快速保护；其次，将采集到的电压、电流、温度信号通过POWERLNK通讯回路发送至变流器主控器，并且接受主控器的控制命令来控制变流器基本单元，完成变流器的控制。

2.根据权利要求1所述的大功率变流器分布式控制系统，其特征在于，每个单套控制器是根据各自的功能不同由不同子板组装而成，这些子板包括BP板、CPU板、PWR板、OP板、PEBB板、DIO板、QEP板。

3.根据权利要求2所述的大功率变流器分布式控制系统，其特征在于，所述主控制器包括BP板、PWR板、CPU板、OP板、PEBB板、DIO板、QEP板，其中：

所述的BP板用于指示主控制器的各种运行状态，并通过AMP插件连接各子板，扩展方便；另外，BP板底板本身具有光纤收发器，用于与其他控制器通信；

所述的PWR板用于主控器中各控制子板的电源供电，输入端接+24V直流电源,输出+5V直流电，通过BP板对各子控制器板需要5V的地方进行供电；

所述的CPU板通过AMP插件与BP板相连，该板中的ARM处理一些参数设定，以及程序更新，故障数据录取以及人机交互工作，该板中的DSP负责复杂的控制算法；各个子板与BP板的数字接口完全通过FPGA模块化设计实现，主要实现将各子控制器上传的数据发送给DSP，并将DSP发送的命令信息发送给各子控制器；

所述的OP板具有光纤数据收发功能，通过AMP插件与BP板相连，光纤收发口分别连接于主控制器和子控制器之间，用于两控制器之间的光纤通讯；

所述的PEBB板用于外部模拟信号的采集，并将模拟信号转换为数字信号用于主控制器中CPU板上的FPGA读取；它还接受FPGA发送的脉冲信号产生驱动开关管通断的脉冲信号，PEBB板同样通过AMP插件与BP板连接；

所述的DIO板通过AMP插件与BP板相连，通过CPU板上的FPGA读取输进来的数字输入信号，并将CPU发送的数字输出信号输出来；

所述的QEP板用于编码器A、B、Z信号的采集，该板需要24V直流电源供电，它输出的24V提供给编码器，并将整形、滤波后的A、B、Z信号接到PEBB板上的模拟信号采集接口上，用于CPU的读取和转速计算。

4.根据权利要求2或3所述的大功率变流器分布式控制系统，其特征在于，所述子控制器包括BP板、PWR板、CPU板、PEBB板，其中：

所述的BP板用于指示主控制器的各种运行状态，并通过AMP插件连接各子板；另外，BP板本身具有光纤收发器，用于与其他控制器通信；

所述的PWR板用于主控器中各控制子板的电源供电，输入端接+24V直流电源,输出+5V直流电，通过BP板对各子控制器板需要5V的地方进行供电；

所述的CPU板通过AMP插件与BP板相连，该板只用到了FPGA功能部分，负责将子控制器PEBB板采集到的模拟信号量通过BP板的通讯口发送至主控制器的OP板上，同时接收主控制器发送下来的控制信息，用于子控制器中PEBB板的控制；

所述的PEBB板用于外部模拟信号的采集，并将模拟信号转换为数字信号用于子控制器中CPU板上的FPGA读取；它还接受FPGA发送的脉冲信号产生驱动开关管通断的脉冲信号，PEBB板同样通过AMP插件与BP板连接。