【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电容器剩余寿命的在线监测的领域，尤其涉及一种电容器的剩余寿命在线监测系统及变流器。
技术介绍
1、在涉及变流系统可靠性研究的领域，近年来电容器剩余寿命的在线监测成为研究的热点。目前，大多数电容器剩余寿命监测方案专注于电容器的等效参数，通常需要依靠引入额外的硬件设备和特殊的测量设备，如电阻器、电压表、电流表、温度计、频谱分析仪以及阻抗分析仪等。
2、引入额外的硬件设备和测量设备，导致了额外的经济投入，增加了成本。同时，一部分设备只能对电容器进行离线监测，进行监测的时候需要将变流器停机进行监测，同时还需要人工进行操作监测，适用性极低。
3、而有一些在线检测方案只能专注于特定情境，例如在系统启动和停机过程中，利用电容器的充放电特性计算电容器的等效电容值，这种方法只适用于电机驱动环境，局限性过高。还有一些在线监测方案，需要引入外部输入，如通过注入一个电流，然后测量电容两端的相关数据，这种外部输入，会造成直流稳定电源的电压波动，产生纹波值，从而对整个系统产生干扰，导致了电容器剩余寿命的在线监测效率较低。
技术实现思路
1、本申请提供一种电容器的剩余寿命在线监测系统及变流器，用于解决现有技术中需要依靠引入额外的硬件设备和测量设备，导致了额外的经济投入，增加了成本，同时部分设备只能对电容器进行离线监测，适用性极低；而在线检测方案一部分只能专注于特定情境，局限性过高，一部分需要引入外部输入，会对整个系统产生干扰，这些都导致了电容器剩余寿命的在线监测效率较低的技术问
2、第一方面，本申请提供一种电容器的剩余寿命在线监测系统，包括：
3、信号采样系统、核心板和上位机；
4、信号采样系统包括：多个电流传感器、多个电压传感器和信号转换装置；
5、信号转换装置分别与每个电流传感器和每个电压传感器连接，每个电流传感器均用于采集电容器的模拟电流信号，每个电压传感器均用于采集电容器的模拟电压信号，信号转换装置用于分别将每个模拟电流信号转换为数字电流信号，并分别将每个模拟电压信号转换为数字电压信号；
6、核心板包括：fpga系统和dsp系统；
7、fpga系统与信号转换装置连接，fpga系统用于通过预存的离散傅里叶算法，分别得到每个数字电压信号在预设频率处的谐波振幅；
8、dsp系统分别与信号转换装置和fpga系统连接，dsp系统用于通过预存的神经网络算法，得到多个数字电流信号和多个谐波振幅共同映射的电容器的等效电容；
9、上位机与dsp系统连接，上位机用于通过预存的电容器的初始电容，得到等效电容映射的电容器的剩余寿命。
10、在一种可能的设计中，信号转换装置包括：多个低通滤波器和三个ad7656芯片；
11、每个低通滤波器的输入端均与电流传感器或电压传感器连接，多个低通滤波器的数量等于多个电流传感器的数量与多个电压传感器的数量之和，每个低通滤波器均用于对模拟电流信号或模拟电压信号进行低通滤波；
12、每个ad7656芯片均包括六路采样输入管脚，每个低通滤波器的输出端均与任意一路采样输入管脚连接，每个ad7656芯片均用于将低通滤波后的模拟电流信号转换为数字电流信号，或将低通滤波后的模拟电压信号转换为数字电压信号；
13、每个ad7656芯片的片选管脚均与fpga系统连接，每个ad7656芯片的数据管脚均与dsp系统连接。
14、在一种可能的设计中，fpga系统包括：fpga芯片，fpga芯片包括十二路gpio管脚；
15、dsp系统包括：dsp芯片；
16、十二路gpio管脚分别与每个ad7656芯片的片选管脚、复位信号管脚reset、反馈信号管脚busy、启动转换信号管脚convst连接；
17、fpga芯片的em1a接口通过数据总线与dsp芯片的em1a接口连接；
18、fpga芯片的emid接口通过地址总线与dsp芯片的emid接口连接；
19、fpga芯片的epwm接口通过pwm输出信号线与dsp芯片的epwm接口连接；
20、fpga芯片的boot2接口通过boot引导信号线与dsp芯片的boot2接口连接；
21、fpga芯片的gpio接口通过通用输入输出信号线与dsp芯片的gpio接口连接；
22、dsp芯片的数据总线分别与每个ad7656芯片的数据管脚连接。
23、在一种可能的设计中，dsp系统还包括：ram芯片和flash芯片；
24、dsp芯片的em1cs2管脚与ram芯片的片选管脚连接；
25、dsp芯片的em1cs3管脚与flash芯片的片选管脚连接；
26、dsp芯片的em1oe管脚分别与ram芯片的读取管脚和flash芯片的读取管脚连接；
27、dsp芯片的em1we管脚分别与ram芯片的写入管脚和flash芯片的写入管脚连接；
28、dsp芯片的地址总线分别与ram芯片的地址管脚和flash芯片的地址管脚连接；
29、dsp芯片的数据总线分别与ram芯片的数据管脚和flash芯片的数据管脚连接。
30、在一种可能的设计中，还包括：w5300芯片和以太网变压器；
31、dsp芯片的em1cs4管脚与w5300芯片的片选管脚cs连接；
32、dsp芯片的em1oe管脚与w5300芯片的读取管脚连接；
33、dsp芯片的em1we管脚与w5300芯片的写入管脚连接；
34、dsp芯片的地址总线与w5300芯片的地址管脚连接；
35、dsp芯片的数据总线与w5300芯片的数据管脚连接；
36、以太网变压器的输入端与w5300芯片的rxd端口连接；
37、以太网变压器的输出端与上位机连接。
38、在一种可能的设计中，dsp系统还包括：第一电源电路、第一jtag电路、晶振电路、复位电路和引导模式设置电路；
39、第一电源电路，用于为dsp芯片供电，并为dsp芯片的内核提供参考电平；
40、第一jtag电路，用于在线烧录和调试dsp芯片；
41、晶振电路，用于为dsp芯片提供时钟信号；
42、复位电路，用于将dsp系统恢复到可以控制的初始状态；
43、引导模式设置电路，用于引导dsp系统能够正常稳定地启动并运行。
44、在一种可能的设计中，fpga系统还包括：第二电源电路、第二jtag电路、时钟电路、编程配置电路和输入输出电路；
45、第二电源电路，用于为fpga芯片供电，并为fpga芯片的内核提供参考电平；
46、第二jtag电路，用于在线烧录和调试fpga芯片；
47、时钟电路，用于同步fpga芯片与dsp芯片的时钟信号；
48、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电容器的剩余寿命在线监测系统，其特征在于，包括：信号采样系统、核心板和上位机；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号转换装置包括：多个低通滤波器和三个AD7656芯片；
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述FPGA系统包括：FPGA芯片，所述FPGA芯片包括十二路GPIO管脚；
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述DSP系统还包括：RAM芯片和FLASH芯片；
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：W5300芯片和以太网变压器；
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述DSP系统还包括：第一电源电路、第一JTAG电路、晶振电路、复位电路和引导模式设置电路；
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述FPGA系统还包括：第二电源电路、第二JTAG电路、时钟电路、编程配置电路和输入输出电路；
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括：底板；
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述核心板布置于所述底板上；
...【技术特征摘要】
1.一种电容器的剩余寿命在线监测系统，其特征在于，包括：信号采样系统、核心板和上位机；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号转换装置包括：多个低通滤波器和三个ad7656芯片；
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述fpga系统包括：fpga芯片，所述fpga芯片包括十二路gpio管脚；
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述dsp系统还包括：ram芯片和flash芯片；
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：w5300芯片和以太网变压器；
6.根据权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭燕辉，姜杉，韩艺慧，陈杰，顾超，李好，罗敏，张海峰，马兴宇，刘兴阳，邵林峰，罗捷，纪东，王珊，刘铁良，张念，周晓峰，李强，叶木欣，
申请(专利权)人：北京市地铁运营有限公司运营四分公司，
类型：发明
国别省市：
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