[发明专利]一种风力发电机控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子变流器技术领域，适用于1.5MW双馈风力发电机变流器的通用控制部件。

背景技术

1.5MW双馈风力发电机变流器运行时，必须实时对开关器件施加控制信号，主电路精确、实时的电力变换依赖于控制器的信号处理。在过去的几十年中，发展了各种控制技术，控制系统的硬件电路也有最初的带分立元件的模拟电路控制，逐渐发展为基于专用和通用集成电路芯片微处理器(microprocessor)、微控制器(microcontroller)和数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)的全数字化控制系统。变流器控制系统通常从主控器、操作人员以及变换器的电压、电流传感器获取信息，并将其实时处理。变流器的控制系统的主要任务是为半导体电力开关器件产生开通、关断信号，从而得到需要的输出电压或电流。此外控制系统还应能监控变流器的工作状态，显示、记录运行参数，远程通信以及故障处理等等。随着变流器技术的发展，需要控制的回路增加，要求控制系统提高其运算能力及处理能力，能够提供大量各式各样的接口满足变流器的PWM信号输出、开入状态的监测、开出控制、远程通信接口等等。这样仅仅使用现有的微处理器、微控制器、数字信号处理器这样的定制芯片往往不能满足要求且扩展性低、可靠性低。

发明内容

为了克服上述的不足，仅仅使用现有的微处理器、微控制器、数字信号处理这样的定制芯片器往往不能满足要求且扩展性低、可靠性低，本发明采用数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)+微控制单元MCU(Micro Control Unit)+FPGA(Field-Programmable Gate Array)作为变流器的控制系统，把数据运算处理功能部分放在DSP，模拟量采集、保护、通信功能放在MCU，接口部分包括PWM信号输出、开入开出信号的采集监测管理、变流器的故障反馈信号采集管理、光码盘的采集、温度信号的采集及高速实时保护功能放在FPGA。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种风力发电机控制系统，所述风力发电机控制系统包括一数字信号处理器DSP、一微控制单元MCU、-可编程逻辑器件阵列FPGA；

模拟量输入信号通过滤波回路和A/D转换模块输入至所述微控制单元MCU，开入信号以及故障反馈信号通过信号隔离处理模块输入至可编程逻辑器件阵列FPGA，所述微控制单元MCU与所述数字信号处理器DSP相连，所述可编程逻辑器件阵列FPGA通过数据总线与所述微控制单元MCU相连；

所述微控制单元MCU将采集的模拟量输入信号交给所述数字信号处理器DSP进行数据运算，微控制单元MCU根据数字信号处理器DSP的数据运算结果进行相关的逻辑运算实现保护功能，生成变流器的电力电子开关器件的开通、关断信号；

所述微控制单元MCU并与可编程逻辑器件阵列FPGA进行数据交换，采集开入信号及故障反馈信号，可编程逻辑器件阵列FPGA根据微控制单元MCU生成变流器的电力电子开关器件的开通、关断信号实现PWM信号输出，并通过所述信号隔离处理模块输出执行微控制单元MCU给出的开出命令。