專利名稱：雙核控制的三相可逆變流器故障診斷系統(tǒng)及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及AC-DC電源及其故障診斷系統(tǒng)，尤其是一種雙核控制的三 相可逆變流器故障診斷系統(tǒng)及其工作方法。
(二)
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代工業(yè)、交通、國防、生活等領(lǐng)域中，需要各種類型的電能變換 裝置和變換系統(tǒng)，將一種頻率、電壓、波形的電能變換成另一種頻率、電 壓、波形的電能，而眾多類型變換裝置的應(yīng)用也給電網(wǎng)造成了嚴重的"污 染"，如常規(guī)整流環(huán)節(jié)廣泛采用了二極管不控整流電路或晶閘管相控整流 電路，因而對電網(wǎng)注入了大量諧波及無功，造成了嚴重的電網(wǎng)"污染"。 它們主要存在以下缺點(1)網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)低；(2)輸入電流諧波含量高；
(3)交流側(cè)電網(wǎng)電壓波形畸變。另外，對于變流系統(tǒng)的設(shè)計，用戶最為關(guān)
心的是保證系統(tǒng)能長時間可靠穩(wěn)定的運行。為了保證系統(tǒng)的高效運行，需 要外圍添加一個監(jiān)控系統(tǒng)，實時的將系統(tǒng)各個故障點的大量反饋信息采集 并通過數(shù)據(jù)庫保存起來，以便備份作為系統(tǒng)故障診斷時的依據(jù)。目前應(yīng)用 于現(xiàn)場的變流器，大多數(shù)都是根據(jù)用戶的需要進行開發(fā)設(shè)計的，并采用相 應(yīng)的技術(shù)手段，程序設(shè)計工作任務(wù)相對較小，只要控制思路正確不會出現(xiàn) 較大問題。而參數(shù)調(diào)整工作卻較為復(fù)雜，系統(tǒng)各相關(guān)參數(shù)互相制約，調(diào)整 最佳參數(shù)相對較為困難，通用性不強。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷系 統(tǒng)及其工作方法，它可以解決傳統(tǒng)變流器的上述弊端，使系統(tǒng)具有單位功 率因數(shù)、諧波含量低、能夠消除交流側(cè)電網(wǎng)電壓畸變且達到系統(tǒng)故障診斷
的特點。變流系統(tǒng)的數(shù)據(jù)經(jīng)由計算機串口采集，通過vc界面實時直觀的
顯示電流/電壓值，并對故障信號自動檢測和報警，與人性化設(shè)計相結(jié)合， 提高了自動化程度，并且數(shù)據(jù)被實時的存入數(shù)據(jù)庫中，作為歷史記錄可以 進行相關(guān)的分析計算、故障診斷，從而準確的反映出系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
本發(fā)明的技術(shù)方案 一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷系統(tǒng)， 它包括電網(wǎng)和負載，其特征在于它是由隔離變壓器、交流濾波器、交流電
流傳感器、IGBT橋式功率變換電路、直流濾波器、直流電壓傳感器、驅(qū)動電路、信號調(diào)理電路、DSP控制器、同步采樣與濾波電路、單片機及其外
圍串行通信最小系統(tǒng)電路，以及PC數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成；所說的隔離變壓器 輸入端連接三相電網(wǎng)電壓的輸出端，其輸出端連接交流濾波器的輸入端和
信號調(diào)理電路的輸入端；所說的交流濾波器的輸出端連接IGBT橋式電路
的輸入端和交流電流傳感器的輸入端；所說的交流電流傳感器的輸出端與
直流電壓傳感器的輸出端均連接到信號調(diào)理電路的輸入端；所說的DSP控
制器的輸出端連接到IGBT驅(qū)動電路的輸入端，其輸入端連接到信號調(diào)理
電路的輸出端；所說的IGBT橋式功率變換電路的輸出端連接直流濾波器
的輸入端；所說的直流濾波器的輸出端連接直流電壓傳感器的輸入端和負
載的輸入端；所說的同步采樣與濾波電路的輸入端連接信號調(diào)理電路的輸
出端，其輸出端連接單片機最小系統(tǒng)的輸入端；所說的單片機串行通信最
小系統(tǒng)電路的輸出端連接PC串口的輸入端，反饋信息經(jīng)PC串口連接并傳 絡(luò)存。廠教訴虎玄錄
上述所說的隔離變壓器采用三角形/星形的繞組形式。 上述所說的交流濾波器包括電抗器。 上述所說的交流電流傳感器和直流電壓傳感器均采用霍爾元件。
上述所說的IGBT橋式功率變換電路包括6個IGBT和6個二極管，各 元器件間為常規(guī)連接。
上述所說的直流濾波器采用電解電容結(jié)構(gòu)。
上述所說的驅(qū)動電路包括R20、 R21、 R22、 R23、 R24、運算放大器LM311,
各元器件間為常規(guī)連接。
上述所說的信號調(diào)理電路是由RIO、 Rll、 R12、 R13、 R14、 R15、 R16、 以及運算放大器CA3140組成。其中，R10、 Rll并接于運算放大器的反相 端，再與R13串接；R15、 R16串聯(lián)構(gòu)成同相比例運算放大電路；R12、 R14 串接于運算放大器的同相端。
上述所說的DSP控制器是由DSP控制器及其外圍電路組成；包括TI 的TMS320F2812控制芯片，晶體振蕩器以及阻容元件。
上述所說的同步采樣與濾波電路是由數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路和脈沖信號時鐘 發(fā)生器組成；蘄說的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路是由A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX156，起穩(wěn)壓作 用的電容C1、 C3、 C5，以及起濾除高次諧波作用的C0、 C2、 C4組成；其 中，CO和CI并聯(lián)后一端接地，另一端連接轉(zhuǎn)換芯片的VDD端口，。和C3 并聯(lián)后一端接地，另一端同時連接轉(zhuǎn)換芯片的REFOUT端口和REFIN端口，C4和C5并聯(lián)后一端接地，另一端連接轉(zhuǎn)換芯片的VSS端口；所說的脈沖
信號時鐘發(fā)生器是由多諧振蕩器及其外圍電路組成；其中，為轉(zhuǎn)換器
MAX156A/D提供時鐘脈沖信號的多諧振蕩器為定時器NE555;所說的外圍 電路包括R3、 R5、 C6、 C20等阻容元件，其中R3 —端連接+VCC，另一端 連接R5， R5再連接C20。
上述所說的單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)電路是由PC的串行接 口、電平轉(zhuǎn)換電路以及單片機最小系統(tǒng)組成；所說的PC的串行接口的外 圍引腳電路連接關(guān)系為PC串行接口的引腳5接地；用來發(fā)送信號的引腳 3接串口電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳11,用來接收信號的引腳2接電平 轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳12;所說的用于實現(xiàn)PC的RS232電平到單片機的 TTL電平轉(zhuǎn)換的電平轉(zhuǎn)換電路是由用于實現(xiàn)PC機與單片機之間通信的電平 轉(zhuǎn)換芯片MAX232、 C8、 C9、 CIO、 Cll組成；其中，C8的正端接電平轉(zhuǎn)換 芯片MAX232的引腳15，負端接引腳6; C9的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232 的引腳1，負端接引腳3; C10的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳4， 負端接引腳5; Cll的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳2，負端接引腳 16;電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232通過引腳11接收PC的RS232信號，然后轉(zhuǎn)換 為TTL信號后通過引腳14傳送給單片機；單片機TTL信號經(jīng)電平轉(zhuǎn)換芯 片MAX232的引腳13送入MAX232，轉(zhuǎn)換為RS232電平后通過引腳12輸送 到PC;電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232;所說的單片機最小系統(tǒng)是由電容C7、 C12、 C13、晶振Y7與電阻R1組成；其中，單片機的引腳31、引腳40接+5V電 壓；單片機的引腳9通過電容C7接+5V電壓，然后再通過電阻R1接地； 單片機的20引腳接地；單片機的引腳18、 19外接晶振，并通過C12、 C13 濾波；用來收發(fā)信號的單片機的串行通信端口 RXD、 TXD，即引腳10、 11 分別接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳14、 13;單片機采集到的信號通過串 行通信的方式和PC機交互。
一種上述雙核控制的三相可逆變流器故障診斷系統(tǒng)的工作方法，其特 征在于它包括以下工作步驟
(1) 模擬信號采樣并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號系統(tǒng)工作時從電網(wǎng)輸出端采 樣輸出電壓/流信號經(jīng)由信號調(diào)理電路、同步采樣與濾波電路，進行模擬
信號采集與轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，存儲在數(shù)據(jù)采樣保持器中；
(2) 變流控制算法的實現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制采用電壓外環(huán)和電流內(nèi) 環(huán)相結(jié)合的雙閉環(huán)控制方式，被控對象的反饋信號進入DSP控制器，與給
7定的電壓信號比較產(chǎn)生一個誤差信號進入PI調(diào)節(jié)器，并與采樣的交流電 壓信號相乘得到參考電流的指令信號，然后將此參考電流與實際電流的采
樣信號比較，輸出IGBT控制信號；
(3) PC接收并存儲數(shù)據(jù)單片機接收到故障信號后，請求向PC機發(fā)
送數(shù)據(jù)，在得到PC許可后，通過串行通信的方式，經(jīng)過MAX232電平轉(zhuǎn)換 電路，單片機的TTL電平轉(zhuǎn)換為PC串口能夠接收的RS232電平，把故障 信號送入PC;在PC機上，通過￥0++編寫的應(yīng)用程序，把接收到的故障信 號輸出顯示，并存入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)保存。
本發(fā)明的優(yōu)越性在于1、能量雙向流動，系統(tǒng)既有良好的動態(tài)品質(zhì)、 穩(wěn)定性和魯棒性，又減小了裝置對電網(wǎng)形成諧波擾動；2、諧波畸變低， 對電網(wǎng)無"污染"，顯著提高了輸電系統(tǒng)的傳輸功率能力，具有較大的技 術(shù)和經(jīng)濟意義；3、達到單位功率因數(shù)，節(jié)能高效；4、功率器件的開關(guān)頻 率在一定范圍內(nèi)近乎恒定，解決了此類變流系統(tǒng)濾波設(shè)計困難的問題，并 降低了因開關(guān)頻率變化范圍過大而引起的較嚴重的開關(guān)應(yīng)力，減少開關(guān)損 耗；5、系統(tǒng)功率較大，輸出端電壓大范圍可調(diào)；6、抑制了電力電子技術(shù) 高頻化所帶來的EMI問題，符合EMC設(shè)計標準，產(chǎn)品綠色環(huán)保；7、加入 串行通信，實時監(jiān)控，并保存系統(tǒng)各個故障點數(shù)據(jù)，當過流/過壓時自動 反饋錯誤信息，產(chǎn)生報警信號，并強制關(guān)斷IGBT功率開關(guān)器件，保證系 統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。

圖1為本發(fā)明所涉一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷系統(tǒng)及其 工作方法的系統(tǒng)整體框架原理圖2為本發(fā)明所涉一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷系統(tǒng)及其 工作方法的三相變流器電路拓撲結(jié)構(gòu)圖3為本發(fā)明所涉一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷系統(tǒng)及其 工作方法的DSP實現(xiàn)的系統(tǒng)控制工作原理框圖4為本發(fā)明所涉一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷系統(tǒng)及其
工作方法中的驅(qū)動信號電路的電路連接圖5為本發(fā)明所涉一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷系統(tǒng)及其 工作方法中的信號調(diào)理電路的電路連接圖6為本發(fā)明所涉一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷系統(tǒng)及其 工作方法中的同步采樣與濾波電路中的A/D轉(zhuǎn)換器MAX156外圍電路連接
8原理圖7為本發(fā)明所涉一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷系統(tǒng)及其
工作方法中的同步采樣與濾波電路中的脈沖信號時鐘發(fā)生器的電路連接
圖8為本發(fā)明所涉一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷系統(tǒng)及其 工作方法中的單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)的電路連接圖。 具體實施例方式
實施例 一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷系統(tǒng)(見附圖1-3)， 它包括電網(wǎng)和負載，其特征在于它是由隔離變壓器、交流濾波器、交流電 流傳感器、IGBT橋式功率變換電路、直流濾波器、直流電壓傳感器、驅(qū)動 電路、信號調(diào)理電路、DSP控制器、同步采樣與濾波電路、單片機及其外
圍串行通信最小系統(tǒng)電路，以及PC數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成；所說的隔離變壓器
輸入端連接三相電網(wǎng)電壓的輸出端，其輸出端連接交流濾波器的輸入端和
信號調(diào)理電路的輸入端；所說的交流濾波器的輸出端連接IGBT橋式電路 的輸入端和交流電流傳感器的輸入端；所說的交流電流傳感器的輸出端與 直流電壓傳感器的輸出端均連接到信號調(diào)理電路的輸入端；所說的DSP控 制器的輸出端連接到IGBT驅(qū)動電路的輸入端，其輸入端連接到信號調(diào)理 電路的輸出端；所說的IGBT橋式功率變換電路的輸出端連接直流濾波器 的輸入端；所說的直流濾波器的輸出端連接直流電壓傳感器的輸入端和負 載的輸入端；所說的同步采樣與濾波電路的輸入端連接信號調(diào)理電路的輸 出端，其輸出端連接單片機最小系統(tǒng)的輸入端；所說的單片機串行通信最 小系統(tǒng)電路的輸出端連接PC串口的輸入端，反饋信息經(jīng)PC串口連接并傳 輸至PC數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
上述所說的隔離變壓器采用三角形/星形的繞組形式。
上述所說的交流濾波器包括電抗器。
上述所說的交流電流傳感器和直流電壓傳感器均采用霍爾元件。 上述所說的IGBT橋式功率變換電路包括6個IGBT和6個二極管，各 元器件間為常規(guī)連接。
上述所說的直流濾波器采用電解電容結(jié)構(gòu)。
上述所說的驅(qū)動電路(見附圖4)包括R20、 R21、 R22、 R23、 R24、 運算放大器LM311，各元器件間為常規(guī)連接。
上述所說的信號調(diào)理電路(見附圖5)是由R10、 Rll、 R12、 R13、 R14、
9R15、 R16、以及運算放大器CA3140組成。其中，R10、 Rll并接于運算放大器的反相端，再與R13串接；R15、 R16串聯(lián)構(gòu)成同相比例運算放大電路;R12、 R14串接于運算放大器的同相端。
上述所說的DSP控制器是由DSP控制器及其外圍電路組成；包括TI的TMS320F2812控制芯片，晶體振蕩器以及阻容元件。
上述所說的同步采樣與濾波電路是由數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路(見附圖6)和脈沖信號時鐘發(fā)生器(見附圖7)組成；所說的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路是由A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX156，起穩(wěn)壓作用的電容Cl、 C3、 C5，以及起濾除高次諧波作用的C0、 C2、 C4組成；其中，C0和C1并聯(lián)后一端接地，另一端連接轉(zhuǎn)換芯片的VDD端口， C2和C3并聯(lián)后一端接地，另一端同時連接轉(zhuǎn)換芯片的REFOUT端口和REFIN端口， C4和C5并聯(lián)后一端接地，另一端連接轉(zhuǎn)換芯片的VSS端口；所說的脈沖信號時鐘發(fā)生器是由多諧振蕩器及其外圍電路組成；其中，為轉(zhuǎn)換器脆X156A/D提供時鐘脈沖信號的多諧振蕩器為定時器NE555;所說的外圍電路包括R3、 R5、 C6、 C20等阻容元件，其中R3 —端連接+VCC，另一端連接R5， R5再連接C20。
上述所說的單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)電路(見附圖8)是由PC的串行接口、電平轉(zhuǎn)換電路以及單片機最小系統(tǒng)組成；所說的PC的串行接口的外圍引腳電路連接關(guān)系為PC串行接口的引腳5接地；用來發(fā)送信號的引腳3接串口電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳11，用來接收信號的引腳2接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳12;所說的用于實現(xiàn)PC的RS232電平到單片機的TTL電平轉(zhuǎn)換的電平轉(zhuǎn)換電路是由用于實現(xiàn)PC機與單片機之間通信的電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232、 C8、 C9、 CIO、 Cll組成；其中，C8的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳15，負端接引腳6; C9的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳1，負端接引腳3;C10的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳4,負端接引腳5; Cll的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳2，負端接引腳16;電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232通過引腳11接收PC的RS232信號，然后轉(zhuǎn)換為TTL信號后通過引腳14傳送給單片機；單片機TTL信號經(jīng)電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳13送入MAX232，轉(zhuǎn)換為RS232電平后通過引腳12輸送到PC;電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232;所說的單片機最小系統(tǒng)是由電容C7、C12、 C13、晶振Y7與電阻R1組成；其中，單片機的引腳31、引腳40接+5V電壓；單片機的引腳9通過電容C7接+5V電壓，然后再通過電阻Rl接地；單片機的20引腳接地；單片機的引腳18、 19外接晶振，并通過C12、C13濾波；用來收發(fā)信號的單片機的串行通信端口 RXD、 TXD，即引腳IO、 11分別接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳14、 13;單片機采集到的信號通過 串行通信的方式和PC機交互。
一種上述雙核控制的三相可逆變流器故障診斷系統(tǒng)的工作方法，其特 征在于它包括以下工作步驟
(1) 模擬信號采樣并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號系統(tǒng)工作時從電網(wǎng)輸出端采
樣輸出電壓/流信號經(jīng)由信號調(diào)理電路、同步采樣與濾波電路，進行模擬
信號采集與轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，存儲在數(shù)據(jù)采樣保持器中；
(2) 變流控制算法的實現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制采用電壓外環(huán)和電流內(nèi) 環(huán)相結(jié)合的雙閉環(huán)控制方式，被控對象的反饋信號進入DSP控制器，與給
定的電壓信號比較產(chǎn)生一個誤差信號進入PI調(diào)節(jié)器，并與采樣的交流電 壓信號相乘得到參考電流的指令信號，然后將此參考電流與實際電流的采
樣信號比較，輸出IGBT控制信號；
(3) PC接收并存儲數(shù)據(jù)單片機接收到故障信號后，請求向PC機發(fā)
送數(shù)據(jù)，在得到PC許可后，通過串行通信的方式，經(jīng)過MAX232電平轉(zhuǎn)換 電路，單片機的TTL電平轉(zhuǎn)換為PC串口能夠接收的RS232電平，把故障 信號送入PC;在PC機上，通過￥〔++編寫的應(yīng)用程序，把接收到的故障信 號輸出顯示，并存入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)保存。
權(quán)利要求
1、一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷系統(tǒng)，它包括電網(wǎng)和負載，其特征在于它是由隔離變壓器、交流濾波器、交流電流傳感器、IGBT橋式功率變換電路、直流濾波器、直流電壓傳感器、驅(qū)動電路、信號調(diào)理電路、DSP控制器、同步采樣與濾波電路、單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)電路，以及PC數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成；所說的隔離變壓器輸入端連接三相電網(wǎng)電壓的輸出端，其輸出端連接交流濾波器的輸入端和信號調(diào)理電路的輸入端；所說的交流濾波器的輸出端連接IGBT橋式電路的輸入端和交流電流傳感器的輸入端；所說的交流電流傳感器的輸出端與直流電壓傳感器的輸出端均連接到信號調(diào)理電路的輸入端；所說的DSP控制器的輸出端連接到IGBT驅(qū)動電路的輸入端，其輸入端連接到信號調(diào)理電路的輸出端；所說的IGBT橋式功率變換電路的輸出端連接直流濾波器的輸入端；所說的直流濾波器的輸出端連接直流電壓傳感器的輸入端和負載的輸入端；所說的同步采樣與濾波電路的輸入端連接信號調(diào)理電路的輸出端，其輸出端連接單片機最小系統(tǒng)的輸入端；所說的單片機串行通信最小系統(tǒng)電路的輸出端連接PC串口的輸入端，反饋信息經(jīng)PC串口連接并傳輸至PC數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷 系統(tǒng)，其特征在于所說的隔離變壓器采用三角形/星形的繞組形式；所說 的交流電流傳感器和直流電壓傳感器均采用霍爾元件。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷 系統(tǒng)，其特征在于所說的交流濾波器包括電抗器；所說的直流濾波器采用 電解電容結(jié)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷 系統(tǒng)，其特征在于所說的IGBT橋式功率變換電路包括6個IGBT和6個二 極管，各元器件間為常規(guī)連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷 系統(tǒng)，其特征在于所說的驅(qū)動電路包括R20、 R21、 R22、 R23、 R24、運算 放大器LM311，各元器件間為常規(guī)連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷 系統(tǒng)，其特征在于所說的信號調(diào)理電路是由R10、 Rll、 R12、 R13、 R14、 R15、 R16、以及運算放大器CA3140組成。其中，R10、 Rll并接于運算放大器的反相端，再與R13串接；R15、 R16串聯(lián)構(gòu)成同相比例運算放大電路; R12、 R14串接于運算放大器的同相端。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷 系統(tǒng)，其特征在于所說的DSP控制器是由DSP控制器及其外圍電路組成； 包括TI的TMS320F2812控制芯片，晶體振蕩器以及阻容元件。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷 系統(tǒng)，其特征在于所說的同步采樣與濾波電路是由數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路和脈沖 信號時鐘發(fā)生器組成；所說的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路是由A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX156， 起穩(wěn)壓作用的電容Cl、 C3、 C5，以及起濾除高次諧波作用的C0、 C2、 C4 組成；其中，C0和Cl并聯(lián)后一端接地，另一端連接轉(zhuǎn)換芯片的VDD端口， C2和C3并聯(lián)后一端接地，另一端同時連接轉(zhuǎn)換芯片的REF0UT端口和REFIN 端口， C4和C5并聯(lián)后一端接地，另一端連接轉(zhuǎn)換芯片的VSS端口；所說的脈沖信號時鐘發(fā)生器是由多諧振蕩器及其外圍電路組成；其中，為轉(zhuǎn)換 器MAX156A/D提供時鐘脈沖信號的多諧振蕩器為定時器NE555;所說的外 圍電路包括R3、 R5、 C6、 C20等阻容元件，其中R3 —端連接+VCC，另一 端連接R5， R5再連接C20。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷 系統(tǒng)，其特征在于所說的單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)電路是由PC 的串行接口、電平轉(zhuǎn)換電路以及單片機最小系統(tǒng)組成；所說的PC的串行 接口的外圍引腳電路連接關(guān)系為PC串行接口的引腳5接地；用來發(fā)送信 號的引腳3接串口電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳11,用來接收信號的引腳 2接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳12;所說的用于實現(xiàn)PC的RS232電平到 單片機的TTL電平轉(zhuǎn)換的電平轉(zhuǎn)換電路是由用于實現(xiàn)PC機與單片機之間 通信的電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232、 C8、 C9、 CIO、 Cll組成；其中，C8的正端 接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳15，負端接引腳6; C9的正端接電平轉(zhuǎn)換 芯片MAX232的引腳1，負端接引腳3; C10的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232 的引腳4，負端接引腳5; Cll的正端接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳2， 負端接引腳16;電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232通過引腳11接收PC的RS232信號， 然后轉(zhuǎn)換為TTL信號后通過引腳14傳送給單片機；單片機TTL信號經(jīng)電 平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳13送入MAX232，轉(zhuǎn)換為RS232電平后通過引腳 12輸送到PC;電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232;所說的單片機最小系統(tǒng)是由電容C7、 C12、 C13、晶振Y7與電阻R1組成；其中，單片機的引腳31、引腳40接 十5V電壓；單片機的引腳9通過電容C7接+5V電壓，然后再通過電阻R1接地；單片機的20引腳接地；單片機的引腳18、 19外接晶振，并通過C12、 C13濾波；用來收發(fā)信號的單片機的串行通信端口RXD、 TXD，即引腳IO、 11分別接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的引腳14、 13;單片機采集到的信號通過 串行通信的方式和PC機交互。
10、 一種上述雙核控制的三相可逆變流器故障診斷系統(tǒng)的工作方法， 其特征在于它包括以下工作步驟(1) 模擬信號采樣并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號系統(tǒng)工作時從電網(wǎng)輸出端采樣輸出電壓/流信號經(jīng)由信號調(diào)理電路、同步采樣與濾波電路，進行模擬信號采集與轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，存儲在數(shù)據(jù)采樣保持器中；(2) 變流控制算法的實現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)相結(jié)合的雙閉環(huán)控制方式，被控對象的反饋信號進入DSP控制器，與給定的電壓信號比較產(chǎn)生一個誤差信號進入PI調(diào)節(jié)器，并與采樣的交流電 壓信號相乘得到參考電流的指令信號，然后將此參考電流與實際電流的采樣信號比較，輸出IGBT控制信號；(3) PC接收并存儲數(shù)據(jù)單片機接收到故障信號后，請求向PC機發(fā)送數(shù)據(jù)，在得到PC許可后，通過串行通信的方式，經(jīng)過MAX232電平轉(zhuǎn)換 電路，單片機的TTL電平轉(zhuǎn)換為PC串口能夠接收的RS232電平，把故障 信號送入PC;在PC機上，通過VC++編寫的應(yīng)用程序，把接收到的故障信 號輸出顯示，并存入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)保存。
全文摘要
一種雙核控制的三相可逆變流器故障診斷系統(tǒng)及其工作方法，它包括電網(wǎng)和負載，其特征在于它是由隔離變壓器、交流濾波器、交流電流傳感器、IGBT橋式功率變換電路、直流濾波器、直流電壓傳感器、驅(qū)動電路、信號調(diào)理電路、DSP控制器、同步采樣與濾波電路、單片機及其外圍串行通信最小系統(tǒng)電路，以及PC數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成；工作方法包括①模擬信號采樣并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；②變流控制算法的實現(xiàn)；③PC接收并存儲數(shù)據(jù)；本發(fā)明的優(yōu)越性在于系統(tǒng)既有良好的動態(tài)品質(zhì)、穩(wěn)定性和魯棒性，又減小了裝置對電網(wǎng)形成諧波擾動；對電網(wǎng)無“污染”，顯著提高了輸電系統(tǒng)的傳輸功率能力；節(jié)能高效并減少了開關(guān)損耗；符合EMC設(shè)計標準，產(chǎn)品綠色環(huán)保。
文檔編號G01R31/40GK101499647SQ20081015472
公開日2009年8月5日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者強 孫, 郭志強, 魏克新 申請人:天津理工大學(xué)