專利名稱：一種有源電力濾波器的智能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力濾波器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種有源電力濾波器的智能控制器。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，對(duì)電能質(zhì)量要求不斷提高，人們 越來越意識(shí)到電能質(zhì)量治理的重要性，電能質(zhì)量治理技術(shù)也在不斷發(fā)展。有源電力濾波器作為一種治理電網(wǎng)電能質(zhì)量的裝置受到了人們的重視。有源電力濾波器就其裝置構(gòu)成元件可分為兩大部分控制器和控制執(zhí)行部分?？刂破魇钦麄€(gè)裝置的指揮中心，它處理來自裝置采樣系統(tǒng)采集的負(fù)荷信息量和裝置動(dòng)作狀態(tài)量，發(fā)出對(duì)負(fù)荷量進(jìn)行治理的控制信息以及控制執(zhí)行部分的控制命令。因此控制器的優(yōu)越與否關(guān)系到整個(gè)裝置的性能先進(jìn)性和可靠性。傳統(tǒng)的控制器由于存在結(jié)構(gòu)布局不合理、擴(kuò)展功能不足和抗干擾能力差等問題，很難滿足當(dāng)前負(fù)載多樣化、復(fù)雜化及用戶越來越高的要求。因此對(duì)控制器的智能化要求也越來越高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種有源電力濾波器的智能控制器，它能夠?qū)崟r(shí)采集負(fù)載的電能質(zhì)量信息，并通過內(nèi)置算法得出補(bǔ)償量，控制裝置動(dòng)作運(yùn)行，達(dá)到治理電能質(zhì)量的目的。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的一種有源電力濾波器的智能控制器，由信號(hào)采樣系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng)、控制執(zhí)行系統(tǒng)、實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)以及電源模塊構(gòu)成，所述信號(hào)采樣系統(tǒng)與中央處理系統(tǒng)通過電連接，中央處理系統(tǒng)分別與控制執(zhí)行系統(tǒng)和實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)電連接，電源模塊分別與信號(hào)采樣系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng)、控制執(zhí)行系統(tǒng)以及實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)電連接。所述信號(hào)采樣系統(tǒng)共16路，包括I路直流電壓采樣、3路交流電壓采樣、12路電流采樣。信號(hào)采樣系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地采集電網(wǎng)系統(tǒng)中的負(fù)荷和電源處的電能質(zhì)量信息、裝置自身輸出電流和儲(chǔ)能直流電壓，每一路信號(hào)采集輸入端口接到電流互感器或電壓互感器上，所有這些信號(hào)通過濾波器和運(yùn)算放大器處理后，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器送到中央處理系統(tǒng)中。所述中央處理系統(tǒng)，采用時(shí)鐘性能超過100MHZ的數(shù)字信號(hào)處理芯片。中央處理系統(tǒng)采用國際上主流的數(shù)字信號(hào)處理芯片，具有高性能的核心處理單元，時(shí)鐘頻率超過IOOMHz和豐富的外圍設(shè)備，對(duì)采樣系統(tǒng)采集的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理，分析出需要補(bǔ)償?shù)牧浚僖匝a(bǔ)償量作為控制信號(hào)，發(fā)出相應(yīng)控制信息，同時(shí)實(shí)時(shí)接收裝置動(dòng)作狀態(tài)信息并作出判斷，控制裝置正常運(yùn)行。所述控制執(zhí)行系統(tǒng)，包括4路控制裝置動(dòng)作的執(zhí)行繼電器，中央處理單元經(jīng)過對(duì)采集的信號(hào)處理后，發(fā)出相應(yīng)的DO(遙控)命令控制裝置動(dòng)作；8路反饋裝置執(zhí)行單元，執(zhí)行單元按照控制器命令運(yùn)行，同時(shí)把各單元?jiǎng)幼鳡顟B(tài)信息DI (遙信)反饋至控制，用于對(duì)裝置運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，作出相應(yīng)調(diào)整和采取自我保護(hù)，以確保裝置可靠和系統(tǒng)安全；4路脈寬調(diào)制PWM信號(hào)控制單元，中央處理單元經(jīng)過對(duì)采集的信號(hào)處理后，發(fā)出脈寬調(diào)制PWM信號(hào)命令，控制絕緣柵雙極型晶體管IGBT動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)直流電壓按照相頻特性充放電，經(jīng)過轉(zhuǎn)換得到裝置的治理電流；有5路溫度信息監(jiān)測(cè)單元，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)發(fā)熱元件的溫度信息，實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)。所述實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)由輔中央處理器、存儲(chǔ)單元和串口通迅接口構(gòu)成的，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)負(fù)荷和裝置變化狀態(tài)，可進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。所述電源模塊，把AC220V轉(zhuǎn)變成兩組+24VDC、土 12VDC、+15VDC和+5VDC信號(hào)供控制執(zhí)行系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng)、信號(hào)采樣系統(tǒng)使用。其中+24VDC分別供給遙控遙信(D0/DI)部分，+15VDC供給脈寬調(diào)制PWM信號(hào)控制單元，土 12VDC供給信號(hào)采樣系統(tǒng)，+5VDC供給中央處理系統(tǒng)。本實(shí)用新型的突出優(yōu)點(diǎn)在于I、各功能單元布局合理、所有信號(hào)線走線原則嚴(yán)格按照電磁兼容EMC要求進(jìn)行。2、能夠?qū)崟r(shí)采集負(fù)載的電能質(zhì)量信息，并通過內(nèi)置算法得出補(bǔ)償量，控制裝置動(dòng)作運(yùn)行，達(dá)到治理電能質(zhì)量的目的。

圖I是本實(shí)用新型所述有源電力濾波器的智能控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。圖2是本實(shí)用新型所述有源電力濾波器的智能控制器的硬件功能模塊框圖。
具體實(shí)施方式
以下通過附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型所述有源電力濾波器的智能控制器，由I信號(hào)采樣系統(tǒng)、2中央處理系統(tǒng)、3控制執(zhí)行系統(tǒng)、4實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)和5電源模塊組成，如附圖I。如圖2中標(biāo)記I所示，所述信號(hào)采樣系統(tǒng)共計(jì)16路，包括I路直流電壓采樣、3路交流電壓采樣和12路電流采樣。每一路信號(hào)采集輸入端有一個(gè)接受采集自電流互感器電流信號(hào)或者電壓互感器電壓信號(hào)的端口，所述的這些信號(hào)通過濾波器和運(yùn)算放大器處理后，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器送到由中央處理系統(tǒng)中。如圖2中標(biāo)記8所示，所述中央處理系統(tǒng)，采用國際上主流的數(shù)字信號(hào)處理芯片，具有高性能的CPU (時(shí)鐘性能超過100MHZ)和高速的先進(jìn)外圍設(shè)備，處理信號(hào)采樣系統(tǒng)采集的信號(hào)、遙信(DI)信號(hào)如附圖2中標(biāo)記3所示和溫度信息如附圖2中標(biāo)記7所示，發(fā)出相應(yīng)的控制命令。如圖2中標(biāo)記2所示，有4個(gè)控制裝置動(dòng)作執(zhí)行繼電器，輸送DO (遙控)命令，使裝置按控制其命令運(yùn)行。如圖2中標(biāo)記3所示，有8路反饋裝置動(dòng)作執(zhí)行單元，接受來自裝置運(yùn)行狀態(tài)DI (遙信)信號(hào)，監(jiān)測(cè)裝置動(dòng)作狀態(tài)，作出相應(yīng)控制調(diào)整和實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)。如圖2中標(biāo)記6所示，有4路PWM(脈寬調(diào)制)信號(hào)控制單元，按相頻特性控制直流電壓的充放電，得到裝置的治理電流。[0024]如圖2中標(biāo)記7所示，有5路溫度信息監(jiān)測(cè)單元，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)發(fā)熱元件的溫度信息，實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)。如圖2中標(biāo)記4所示，所述實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)，由輔中央處理器、存儲(chǔ)單元、和串口通迅接口構(gòu)成的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。如圖2中標(biāo)記5所示，所述電源模塊，把AC220V轉(zhuǎn)變成兩組+24VDC、±12VDC、+15VDC和+5VDC信號(hào)給供控制器各模塊使用。附圖中各功能模塊之間的單實(shí)線代表控制執(zhí)行信號(hào)和執(zhí)行反饋信號(hào)，粗實(shí)線代表地址、數(shù)據(jù)信號(hào)，箭頭表示各信號(hào)走向。所有功能單元的布局、信號(hào)線走線嚴(yán)格按照EMC原則進(jìn)行，抗干擾能力強(qiáng)，同時(shí)設(shè) 計(jì)考慮工程擴(kuò)展功能的需求，滿足當(dāng)前負(fù)荷多樣化、復(fù)雜化運(yùn)行的要求。
權(quán)利要求1.一種有源電カ濾波器的智能控制器，其特征在于該控制器由信號(hào)采樣系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng)、控制執(zhí)行系統(tǒng)、實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)以及電源模塊構(gòu)成，所述信號(hào)采樣系統(tǒng)與中央處理系統(tǒng)通過電連接，中央處理系統(tǒng)分別與控制執(zhí)行系統(tǒng)和實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)電連接，電源模塊分別與信號(hào)采樣系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng)、控制執(zhí)行系統(tǒng)以及實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述有源電カ濾波器的智能控制器，其特征在于所述信號(hào)采樣系統(tǒng)共16路，包括I路直流電壓采樣、3路交流電壓采樣、12路電流采樣。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述有源電カ濾波器的智能控制器，其特征在于所述中央處理系統(tǒng)，采用時(shí)鐘性能超過IOOMHZ的數(shù)字信號(hào)處理芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述有源電カ濾波器的智能控制器，其特征在于所述控制執(zhí)行系統(tǒng)，包括4路控制裝置動(dòng)作的執(zhí)行繼電器、8路反饋裝置執(zhí)行單元、4路脈寬調(diào)制PWM信號(hào)控制単元和5路溫度信息監(jiān)測(cè)單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述有源電カ濾波器的智能控制器，其特征在于實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)由輔中央處理器、存儲(chǔ)單元和串ロ通迅接ロ構(gòu)成的，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述有源電カ濾波器的智能控制器，其特征在于所述電源模塊，把AC220V轉(zhuǎn)變成兩組+24VDC、土 12VDC、+15VDC和+5VDC信號(hào)給供控制執(zhí)行系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng)、信號(hào)采樣系統(tǒng)使用。
專利摘要一種有源電力濾波器的智能控制器，由信號(hào)采樣系統(tǒng)1、中央處理系統(tǒng)2、控制執(zhí)行系統(tǒng)3、實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)4和電源模塊5組成。所述信號(hào)采樣系統(tǒng)與中央處理系統(tǒng)通過電連接，中央處理系統(tǒng)分別與控制執(zhí)行系統(tǒng)和實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)電連接，電源模塊分別與信號(hào)采樣系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng)、控制執(zhí)行系統(tǒng)以及實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)電連接。采用本實(shí)用新型能夠解決傳統(tǒng)的控制器結(jié)構(gòu)布局不合理、擴(kuò)展功能不足和抗干擾能力差等問題。
文檔編號(hào)H02J3/01GK202444262SQ20112048030
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者嚴(yán)剛, 閻海山, 黃勇 申請(qǐng)人:廣西星宇智能電氣有限公司