[发明专利]一种背靠背有源中点钳位型五电平变频器控制系统

权利要求书

1.一种背靠背有源中点钳位型五电平变频器控制系统，其特征在于，包括CPU控制和通信子系统(3)、辅助控制子系统(2)、AD采样子系统(4)、核心控制子系统(5)、单元控制子系统和监视操作子系统(1)，CPU控制和通信子系统(3)采用DSP和FPGA架构与单元控制子系统和监视操作子系统(1)、核心控制子系统(5)进行双向通信和数据传输；辅助控制子系统(2)采用FPGA架构与CPU控制和通信子系统相连，将输入信号通过光纤传输给CPU，将CPU发出的信号和AD信号进行处理后输出；AD采样子系统(4)功能单一，AD采样芯片和FPGA组合实现将采集的电压和电流信号传输给CPU；核心控制子系统(5)包含整流器和逆变器，实现整流控制和逆变器侧的矢量控制，接收CPU控制和通信子系统的指令又反馈自身的工作状态，同时采用DSP和FPGA架构与单元控制子系统相连实现PWM信号传输；单元控制子系统采用FPGA架构接受核心控制子系统的PWM信号并对其解码，以电信号的形式传输给驱动板，实现各桥臂PWM信号的输出，又通过高速光纤通道协议FCIP(Fibre Channel Frame Over IP)将驱动板故障传输到核心控制子系统；监视操作子系统(1)包含显示器、操作台、PLC和上位机，监视操作子系统(1)与CPU控制和通信子系统(3)通过HSD-FTP高速数据光纤传输协议经行数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种背靠背有源中点钳位型五电平变频器控制系统，其特征在于，CPU控制和通信子系统(3)采用的是DSP和FPGA架构，DSP负责CPU控制和通信子系统的数据处理和算法，FPGA负责CPU控制和通信子系统与其他子系统之间的通信。

3.根据权利要求1所述的一种背靠背有源中点钳位型五电平变频器控制系统，其特征在于，辅助控制子系统(2)采用FPGA实现输入和输出信号的处理。

4.根据权利要求1所述的一种背靠背有源中点钳位型五电平变频器控制系统，其特征在于，AD采样子系统(4)采用ADC采样芯片和FPGA组合的形式采集电压和电流信号。

5.根据权利要求1所述的一种背靠背有源中点钳位型五电平变频器控制系统，其特征在于，核心控制子系统(5)采用的也是DSP和FPGA架构，该控制系统与辅助控制子系统(2)和CPU控制和通信子系统(3)之间采用高速光纤通道协议FCIP(Fibre Channel Frame OverIP)将驱动板故障传输到核心控制子系统(5)，与单元控制子系统采用高速光纤通道协议FCIP(Fibre Channel Frame Over IP)，负责逆变器和整流器的功能控制。

6.根据权利要求1所述的一种背靠背有源中点钳位型五电平变频器控制系统，其特征在于，单元控制子系统采用FPGA执行与核心控制子系统的收发功能和处理驱动板握手信号，其与核心控制子系统(5)之间采用高速光纤通道协议FCIP(Fibre Channel Frame OverIP)。

7.根据权利要求1所述的一种背靠背有源中点钳位型五电平变频器控制系统，其特征在于，所采取的DSP和FPGA结构之间是基于EMIF总线来实现高速通信，DSP内部的CPU模块通过EMIF模块访问外部EMIF总线上设备的存储空间，FPGA内部配置的本地总线用于将内部逻辑模块挂载到外部EMIF总线上，FPGA内部具有2个数据位宽32位、地址空间512的单双口RAM，包含一个读端口和一个写端口，分别用于实现所述上行数据存储模块和下行数据存储模块。