一种用于控制风力发电机变流器装置的系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于控制风力发电机变流器装置的系统，包括主控制模块、数据采集模块、交换机、若干个从控制器、主执行模块、从执行模块；其中，主控制模块与从控制模块结构相同，均包括FPGA模块、DSP模块以及与DSP模块相连的通信接口；该用于控制风力发电机变流器装置的系统真正实现了两个控制系统之间多路数据的同步发送和接收，零延时。

A system for controlling the converter of wind power generator

The invention discloses a system for controlling a wind turbine converter device, which comprises a main control module, a data acquisition module, a switch, a number of slave controllers, a main executive module and a slave executive module, wherein the main control module has the same structure as the slave control module, and includes a FPGA module, a DSP module and a DSP module as well as a DSP module. Block-to-block communication interface; the system used to control the wind turbine converter device truly realizes the synchronous transmission and reception of multi-channel data between the two control systems, with zero delay.

【技术实现步骤摘要】
一种用于控制风力发电机变流器装置的系统
本专利技术涉及风电
，特别涉及一种用于控制风力发电机变流器装置的系统。
技术介绍
现有风力发电全功率电机的变流器装置控制系统，不支持同一绕组上两台及以上变流器的并联控制要求。控制系统之间通信速度完全依赖于DSP的片上通信单元，实时性、同步性很难保证，不能满足控制命令同时下发，变流器内功率单元同步控制的要求。也有一些控制系统采用EtherCAT通信，受限于EtherCAT通信协议自身的特性，只能实现从不同站点之间依次下发控制命令，但是很难保证多个站点接收命令的同步性，因此只是解决了部分通信问题。老一代控制系统基本无扩展能力，所有的采集点或者控制点都是固定数量，很难满足快速开发的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于控制风力发电机变流器装置的系统。为此，本专利技术技术方案如下：一种用于控制风力发电机变流器装置的系统，包括主控制模块、数据采集模块、交换机、若干个从控制器、主执行模块、从执行模块；其中，主控制模块与从控制模块结构相同，均包括FPGA模块、DSP模块以及与DSP模块相连的通信接口；数据采集模块通过通信接口模块连接到主控制模块的PFGA模块，主执行模块连接到主控制模块的DSP模块；主控制模块的FPGA模块通过主控制模块的DSP模块连接到交换机，交换机的另一端连接有若干个并行设置的从控制器；从控制器的FPGA模块接收交换机发送的信息，并将接收的信息发送到从控制器的DSP模块进行处理，从控制器的DSP模块将数据发送到从执行模块，主执行模块与从执行模块均以输出PWM波的形式对功率单元进行控制。进一步的，所述的与DSP模块相连的通信接口包括USB接口、RJ45接口、DB9接口。进一步的，所述的数据采集模块包括数字量采集模块和模拟量采集模块。进一步的，所述的数据采集模块与主控制模块通过背板连接器进行连接。与现有技术相比，该用于控制风力发电机变流器装置的系统采用数字信号处理器DSP+硬件逻辑器件FPGA的架构，DSP负责控制算法的实现，DSP程序执行过程中产生的下发数据由DSP写入到FPGA的寄存器，FPGA检测到数据后，在FPGA内部同时构建多路并行通信模块，将数据帧定时发送出去，并由接收端的FPGA接收，写入到FPGA寄存器，FPGA触发DSP中断，DSP响应中断，将数据读回。真正实现了两个控制系统之间多路数据的同步发送和接收，零延时。附图说明图1为本专利技术提供的用于控制风力发电机变流器装置的系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但下述实施例绝非对本专利技术有任何限制。实施例1：一种用于控制风力发电机变流器装置的系统，如图1所示，包括主控制模块1、数据采集模块2、交换机3、若干个从控制器4、主执行模块5、从执行模块6；其中，主控制模块1与从控制模块2结构相同，均包括FPGA模块、DSP模块以及与DSP模块相连的通信接口；数据采集模块2通过通信接口模块连接到主控制模块1的PFGA模块，主执行模块5连接到主控制模块1的DSP模块；主控制模块1的FPGA模块通过主控制模块1的DSP模块连接到交换机3，交换机3的另一端连接有若干个并行设置的从控制器4；从控制器4的FPGA模块接收交换机3发送的信息，并将接收的信息发送到从控制器4的DSP模块进行处理，从控制器4的DSP模块将数据发送到从执行模块6，主执行模块5与从执行模块6均以输出PWM波的形式对功率单元进行控制。所述的与DSP模块相连的通信接口包括USB接口、RJ45接口、DB9接口。所述的数据采集模块2包括数字量采集模块和模拟量采集模块。所述的数据采集模块2与主控制模块1通过背板连接器进行连接。本专利技术提供的用于控制风力发电机变流器装置的系统的工作原理如下：对该系统进行上电，系统初始化，FPGA模块的程序自动加载；数据采集模块2按照设定的频率52k进行数据采样和转换，并上传给主控制模块1中的FPGA模块，该FPGA模块按照DSP模块写入的上传频率触发DSP模块采样中断，将数据写入到DSP模块的数据缓存区内；DSP模块将得到的数据经过矢量计算，数据变换和PI调节控制后；输出控制命令到FPGA模块，FPGA模块检测到有数据更新，按照既定的频率，同步发送到各个从控制模块4或者主控制模块1系统内部的其它板卡；如果数据是发送给从控制模块4，接收端同样是一个FPGA模块，该FPGA模块接收到数据后，放在接收缓存区内，并按照DSP模块设置的接收终端，触发DSP模块，DSP模块响应中断，进行数据接收，由此完成了一次控制系统之间的收发工作，通信拓扑方式星型；各个从控制器4接收到主控制器1发来的控制命令，进行单个变流器内部的电流环控制，由主控制器1完成了功率分配和控制工作。如果数据是发给主控制模块1内部的其他单板，数据采集模块2板按照控制命令完成相关开关的动作或温度等模拟量采集，主控制执行模块5按照控制命令输出相应的PWM控制信号，进而控制功率单元的动作，完成电流环的控制。系统内各个单板将各自执行后的状态进行反馈，并上传给主控制器1的FPGA模块。FPGA模块同样以中断的方式上传给DSP模块，由此完成了主控制器1内部板卡之间的数据交互，实现了板卡的扩展。本控制系统的通信周期为100us由主到从完成一次数据发送，通信的周期不会受限于从控制器4个数的多少，且每个从控制器4接收到数据的时间是相同的，既保证了通信的实时性和同步性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制风力发电机变流器装置的系统，其特征在于，包括主控制模块(1)、数据采集模块(2)、交换机(3)、若干个从控制器(4)、主执行模块(5)、从执行模块(6)；其中，主控制模块(1)与从控制模块(2)结构相同，均包括FPGA模块、DSP模块以及与DSP模块相连的通信接口；数据采集模块(2)通过通信接口模块连接到主控制模块(1)的PFGA模块，主执行模块(5)连接到主控制模块(1)的DSP模块；主控制模块(1)的FPGA模块通过主控制模块(1)的DSP模块连接到交换机(3)，交换机(3)的另一端连接有若干个并行设置的从控制器(4)；从控制器(4)的FPGA模块接收交换机(3)发送的信息，并将接收的信息发送到从控制器(4)的DSP模块进行处理，从控制器(4)的DSP模块将数据发送到从执行模块(6)，主执行模块(5)与从执行模块(6)均以输出PWM波的形式对功率单元进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种用于控制风力发电机变流器装置的系统，其特征在于，包括主控制模块(1)、数据采集模块(2)、交换机(3)、若干个从控制器(4)、主执行模块(5)、从执行模块(6)；其中，主控制模块(1)与从控制模块(2)结构相同，均包括FPGA模块、DSP模块以及与DSP模块相连的通信接口；数据采集模块(2)通过通信接口模块连接到主控制模块(1)的PFGA模块，主执行模块(5)连接到主控制模块(1)的DSP模块；主控制模块(1)的FPGA模块通过主控制模块(1)的DSP模块连接到交换机(3)，交换机(3)的另一端连接有若干个并行设置的从控制器(4)；从控制器(4)的FPGA模块接收交换机(3)发送的信息，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞勤，孙化龙，倪恺，
申请(专利权)人：天津瑞能电气有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12