[发明专利]多功能、大功率、高电压、九电平变频调压节能设备的控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种多功能大功率高电压九电平变频调压节能设备的控制器，它属于一种大功率、高电压、九电平变频调压节能设备使用的控制装置。

背景技术

目前国内外高电压大功率变频调压设备使用的控制器，在电力开关(如绝缘栅双极晶体管IGBT等)进行切换或操作时，多采用延时的方法避免开关的混叠。由于各种变频器所使用的电力开关的特性的差异，以及被控制系统状态的不断变化，所有开关的关断状态不尽相同。这种不经过严格检测IGBT开关状态的做法极易造成IGBT开关的误操作，导致开关不正常发热甚至损坏；更有甚者，会对电力系统造成更严重的影响，从而造成传统大功率变频调压控制器具有故障率高的缺陷，使其的使用受到了很大的限制。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术难点提供一种通过检测开关状态达到提高IGBT开关的可靠性和易操作性的多功能大功率高电压九电平变频调压节能设备的控制器。

本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：多功能大功率高电压九电平变频调压节能设备的控制器，其中：该控制器包括主控制微控制器及其辅助电路、辅助控制微控制器及其辅助电路、控制面板微控制器及其辅助电路、绝缘栅双极晶体管开关检测电路、双端口随机存取存储器和模拟信号偏置电路；主控制微控制器与辅助控制微控制器之间采用双端口随机存取存储器连接以完成高速的传递绝缘栅双极晶体管开关检测数据及相互支持的通信；绝缘栅双极晶体管开关检测电路与主控制微控制器和辅助控制微控制器连接，使主控制微控制器及辅助控制微控制器可以实时准确的检测所有绝缘栅双极晶体管开关的切换状态及关断状态，为主控制微控制器及辅助控制微控制器提供可靠的开关状态信息，从而使主控制微控制器及辅助控制微控制器可准确无误的向九电平绝缘栅双极晶体管开关拓扑电路发出触发信号，并避免了开关切换时的状态混叠现象，保证绝缘栅双极晶体管开关有序的切换；模拟信号偏置电路与主控制微控制器和辅助控制微控制器连接，为主控制微控制器和辅助控制微控制器提供被控电动机的电压及电流参数。

本发明所述主控制微控制器及其辅助电路包括：

一个接收由电压互感器、电流互感器转化后的信号而自动检测电动机及负荷的参数并动态的建立其数学模型，计算电动机运行的所有参数并输出相应的指令，控制输出给电动机的电压为期望的九电平波形，电流为完美无谐波的正弦波形，使电动机与负荷系统功率因数趋于1.0的主控制微控制器芯片，所述主控制微控制器芯片采用运算速度极快的数字信号处理器为核心控制系统，其型号为dsPIC30F6010A；

一个为绝缘栅双极晶体管驱动提供控制信号的光纤隔离驱动电路，其由30路组成，它与主控制微控制器芯片的管脚2、3、21、22、72-77、21、22、4-8、10、23、24、78、79、23、24、1、13-18、35、36、80、35、36连接，其中管脚2、3、21、22、72-77为A相控制电路，管脚21、22为A相斩波控制电路；管脚4-8、10、23、24、78、79为B相控制电路，管脚23、24为B相斩波控制电路；管脚1、13-18、35、36、80为C相控制电路，管脚35、36为C相斩波控制电路；

一个与ICD2编程器连接，输入编程信号的ICD2编程接口；ICD2编程接口的2、3、6脚与主控制微控制器芯片的管脚19、20、9相连，完成编程信号传送；

一个为主控制微控制器芯片和运算放大器提供可靠电源的抗干扰滤波器，它由5个磁珠器件组成，并与主控制微控制器及其辅助电路的相应管脚相连；

一个为主控制微控制器芯片提供保护的数字电源保护电路，它与主控制微控制器芯片的+5V电源连接；

一个为主控制微控制器芯片和模拟信号偏置电路提供可靠模拟电源的模拟模块电源及接口电路，它与模拟信号偏置电路模块连接，得到电动机电压及电流参数；模拟模块电源AVCC和AGND与主控制微控制器芯片的管脚25、26连接；

一个将采集的模拟量偏置为正值信号的模拟信号偏置电路，此电路共有6路，通过ADC连接器分别与主控制微控制器芯片的管脚27-30、33、34相连；

一个将主控制微控制器芯片与双端口随机存取存储器芯片相连的双端口连接器，其作用是完成主控制微控制器芯片与辅助控制微控制器芯片之间数据的高速传递；

一个为主控制微控制器芯片输入时钟脉冲的晶体振荡器电路；它与主控制微控制器芯片的管脚49连接，输入时钟信号；