一種級聯(lián)式多電平高壓變頻器功率單元的監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】木實用新型提供了一種級聯(lián)式多電平高壓變頻器功率單元的監(jiān)控系統(tǒng)，屬于高壓變頻器【技術(shù)領(lǐng)域】。包括：系統(tǒng)電源(1)、監(jiān)控指示燈(4)、光纖輸入接收(6)、光纖輸出發(fā)送(5)、可編程邏輯器件(3)、輸入電壓檢測(10)、輸入電壓給定(11)、比較器(7)、溫度檢測(12)、光電耦合器(13)、緩沖電路(8)、光電隔離芯片(9),旁路保護(2)。本實用新型的優(yōu)點在于能夠使級聯(lián)式多電平高壓變頻器功率單元處在良好的監(jiān)控狀態(tài)，并對功率單元有很好的保護作用。
【專利說明】一種級聯(lián)式多電平高壓變頻器功率單元的監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及高壓變頻器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種級聯(lián)式多電平高壓變頻器功率單元的監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]級聯(lián)式多電平高壓變頻器已經(jīng)應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。由于其采用多個功率單元級聯(lián)方式，所以對多個級聯(lián)的功率單元的監(jiān)控就顯得格外重要。對功率單元的監(jiān)控有多種實現(xiàn)方法，隨著電子器件、電子技術(shù)的發(fā)展，采用新型電子器件，并具有對信號有快速處理功能的器件，將會對功率單元進(jìn)行良好的監(jiān)控和可靠的保護。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種級聯(lián)式多電平高壓變頻器功率單元的監(jiān)控系統(tǒng)，以完成對功率單元的實時監(jiān)控，對出現(xiàn)的故障進(jìn)行顯示，并對發(fā)生故障的功率單元進(jìn)行旁路切換，所以，對功率單元起到了很好的保護作用。
[0004]本實用新型包括:系統(tǒng)電源1、監(jiān)控指示燈4、光纖輸入接收6、光纖輸出發(fā)送5、可編程邏輯器件3、輸入電壓檢測10、輸入電壓給定11、比較器7、溫度檢測12、光電耦合器13、緩沖電路8、光電隔離芯片9、旁路保護2。光纖輸入接收6、光纖輸出發(fā)送5與可編程邏輯器件3聯(lián)接，可編程邏輯器件3與緩沖電路8聯(lián)接，緩沖電路8與光電隔離芯片9聯(lián)接，輸入電壓檢測10和輸入電壓給定11與比較器7聯(lián)接，溫度檢測12與光電耦合器13聯(lián)接，光電耦合器13、旁路保護2、監(jiān)控指示燈4和比較器7與可編程邏輯器件3聯(lián)接。
[0005]從光纖輸入的脈沖和使能兩路光信號經(jīng)過光纖輸入接收，和可編程邏輯器件連接，信號經(jīng)過處理后，和緩沖電路連接，對信號進(jìn)行緩沖之后，經(jīng)過光電隔離芯片與輸出端相連；與此同時，此監(jiān)控系統(tǒng)對功率單元的輸入的電壓進(jìn)行監(jiān)控，與輸入電壓給定經(jīng)過比較器后，與可編程邏輯器件連接；通過溫度傳感器對功率單元的工作溫度進(jìn)行溫度檢測后，經(jīng)過光電耦合器與可編程邏輯器件連接；返回的故障信號，與光電隔離芯片相連，經(jīng)過緩沖電路對故障信號進(jìn)行緩沖之后，送入可編程邏輯器件，經(jīng)過邏輯處理，判斷故障的類型后，發(fā)出故障信號，送入監(jiān)控指示燈，與此同時，將故障信息，通過光纖將故障信息，傳入上級控制系統(tǒng)，如果出現(xiàn)重故障，要進(jìn)行相應(yīng)的保護動作，即由可編程邏輯器件發(fā)出控制信號，驅(qū)動旁路電路部分，使旁路起到保護作用。
[0006]本實用新型使輸入的光信號經(jīng)接收之后，利用可編程邏輯器件的快速處理功能，精確的將轉(zhuǎn)換后電信號進(jìn)行輸出，同時，反饋回來的故障信號，經(jīng)處理之后，利用可編程邏輯器件強大的邏輯處理功能，對故障的種類進(jìn)行分析處理，做出相應(yīng)的指示，并發(fā)出信號，保護電路起作用；此外，對功率單元的工作溫度進(jìn)行檢測，并對檢測的信息進(jìn)行處理。
[0007]脈沖和使能兩路光信號輸入到光纖輸入接收6，將電信號送入可編程邏輯器件3，經(jīng)過可編程邏輯器件3進(jìn)行分配和處理，通過緩沖電路8對信號進(jìn)行緩沖后，再經(jīng)光電隔離芯片9將信號輸出。
[0008]經(jīng)過輸入電壓檢測10檢測到的電壓和輸入電壓給定11的信號同時送入比較器7，經(jīng)比較后的結(jié)果送入可編程邏輯器件3，如果檢測的電壓不在給定電壓范圍之內(nèi)，經(jīng)過可編程邏輯器件3的分析處理后，如果超出給定電壓的范圍就是過電壓，有相應(yīng)的過電壓指示燈顯示，如果低于給定電壓的范圍就是欠電壓，有相應(yīng)的欠電壓指示燈顯示。
[0009]溫度檢測12檢測到功率單元實際工作的溫度電信號，經(jīng)過光電藕合器13的隔離作用，將隔離之后，沒有干擾的信號送入可編程邏輯器件3進(jìn)行分析處理，如果檢測到的溫度信號為正常信號，可編程邏輯器件3將沒有相應(yīng)的動作，如果檢測到的溫度信號為非正常信號，可編程邏輯器件3將輸出控制信號，驅(qū)動監(jiān)控指示燈4顯示過溫，同時告警。
[0010]功率單元的故障信息，通過光電隔離芯片9的作用之后，經(jīng)過緩沖電路8對故障信號的緩沖之后，送入可編程邏輯器件3，可編程邏輯器件3通過其強大的邏輯處理功能，分別對輸入的故障信號進(jìn)行分析處理，確定故障信號屬于哪種故障信號，同時，驅(qū)動相應(yīng)的監(jiān)控指示燈4，進(jìn)行故障顯示。與此同時，系統(tǒng)共分出四種故障狀態(tài)，經(jīng)過光纖輸出發(fā)送5，將代表四種故障信號的兩個光信號，送入上級控制系統(tǒng)。對于四種故障狀態(tài)中，只有出現(xiàn)重故障的情況下(如過電壓)，旁路保護2經(jīng)可編程邏輯器件3發(fā)出控制信號，進(jìn)行旁路動作，保護功能生效。
[0011]有益效果
[0012]本監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點在于:
[0013](1)應(yīng)用了可編程邏輯器件，對輸入及反饋的信號進(jìn)行快速的處理，完成實時監(jiān)控，并對出現(xiàn)的故障，發(fā)出控制信號，對功率單元進(jìn)行保護。
[0014](2)由于此監(jiān)控系統(tǒng)用在功率單元上，處在高壓的環(huán)境中，所以與上級控制系統(tǒng)聯(lián)接的脈沖、使能信號和反饋故障都采用了光纖進(jìn)行聯(lián)接。
[0015](3)此監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的故障信息及時、無誤的傳入上級控制系統(tǒng)，同時在本監(jiān)控系統(tǒng)中，對相應(yīng)的故障進(jìn)行顯示。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]包括:可編程邏輯器件3、監(jiān)控指示燈4、緩沖電路8、光電隔離芯片9、輸入電壓檢測10、系統(tǒng)電源1、旁路保護2、光纖輸出發(fā)送5、光纖輸入接收6、比較器7、輸入電壓給定
11、溫度檢測12、光電藕合器13。

【具體實施方式】
[0018]下面將結(jié)合附圖對本專利作進(jìn)一步的說明。
[0019]請參見圖1所示，一種級聯(lián)式多電平高壓變頻器功率單元的監(jiān)控系統(tǒng)包括:系統(tǒng)電源⑴、監(jiān)控指示燈⑷、光纖輸入接收(6)、光纖輸出發(fā)送(5)、可編程邏輯器件(3)、輸入電壓檢測(10)、輸入電壓給定(11)、比較器(7)、溫度檢測(12)、光電耦合器(13)、緩沖電路((8)、光電隔離芯片(9)、旁路保護(⑵。光纖輸入接收(6)和光纖輸出發(fā)送(5)與可編程邏輯器件(3)聯(lián)接，可編程邏輯器件(3)與緩沖電路(8)聯(lián)接，緩沖電路(8)與光電隔離芯片(9)聯(lián)接，輸入電壓檢測(10)和輸入電壓給定(11)與比較器(7)聯(lián)接，溫度檢測(12)與光電耦合器(13)聯(lián)接，光電耦合器(13)、旁路保護(2)、監(jiān)控指示燈(4)和比較器(7)與可編程邏輯器件(3)聯(lián)接。
[0020]脈沖和使能兩路光信號輸入到光纖輸入接收(6)R_2521，將電信號送入可編程邏輯器件(3)，經(jīng)過可編程邏輯器件(3)進(jìn)行分配和處理，緩沖電路(8)使用芯片74HC244對信號進(jìn)行緩沖之后，再經(jīng)光電隔離芯片(9)⑶4504將信號輸出。
[0021]輸入電壓檢測(10)使用電壓互感器LV25-P檢測到的電壓和輸入電壓給定(11)的信號同時送入比較器(7)LM348，經(jīng)比較后的結(jié)果送入可編程邏輯器件(3)，如果檢測的電壓不在給定電壓范圍之內(nèi)，經(jīng)過可編程邏輯器件(3)的分析處理后，如果超出給定電壓的范圍就是過電壓，有相應(yīng)的過電壓指示燈顯示，如果低于給定電壓的范圍就是欠電壓，有相應(yīng)的欠電壓指示燈顯示。
[0022]溫度檢測(12)使用溫度傳感器檢測到功率單元實際工作的溫度電信號，經(jīng)過光電藕合器(13)TLP-521的隔離作用之后，沒有干擾的信號送入可編程邏輯器件(3)進(jìn)行分析處理，如果檢測到的溫度信號為正常信號，可編程邏輯器件(3)將沒有相應(yīng)的動作，如果檢測到的溫度信號為非正常信號，可編程邏輯器件(3)可編程邏輯器件將輸出控制信號，驅(qū)動監(jiān)控指示燈(4)顯示過溫，同時告警。
[0023]功率單元的故障信息，通過光電隔離芯片(9)⑶4504的作用之后，經(jīng)過緩沖電路
(8)74HC244對故障信號的緩沖之后，送入可編程邏輯器件(3)，可編程邏輯器件(3)通過其強大的邏輯處理功能，分別對輸入的故障信號進(jìn)行分析處理，確定故障信號屬于哪種故障信號，同時，驅(qū)動相應(yīng)的監(jiān)控指示燈(4)，進(jìn)行故障顯示。與此同時，系統(tǒng)共分出四種故障狀態(tài)，經(jīng)過光纖輸出發(fā)送(5) T-1521,將代表四種故障信號的兩個光信號,送入上級控制系統(tǒng)。
[0024]對于四種故障狀態(tài)中，只有出現(xiàn)重故障的情況下(如過電壓)，旁路保護C2)經(jīng)過可編程邏輯器件(3)發(fā)出控制信號，進(jìn)行旁路動作，保護功能生效。
[0025]本專利能夠使級聯(lián)式多電平高壓變頻器功率單元處在良好的監(jiān)控狀態(tài)，并對功率單元有很好的保護作用。
【權(quán)利要求】
1.一種級聯(lián)式多電平高壓變頻器功率單元的監(jiān)控系統(tǒng)，包括系統(tǒng)電源(I)、監(jiān)控指示燈(4)、光纖輸入接收￠)、光纖輸出發(fā)送(5)、可編程邏輯器件(3)，輸入電壓檢測(10)、輸入電壓給定(11)、比較器⑵、溫度檢測(12)、光電耦合器(13)、緩沖電路((8)、光電隔離芯片((9)、旁路保護((2);其特征在于:光纖輸入接收(6)和光纖輸出發(fā)送(5)與可編程邏輯器件⑶聯(lián)接，可編程邏輯器件⑶與緩沖電路((8)聯(lián)接，緩沖電路((8)與光電隔離芯片(O)聯(lián)接，輸入電壓檢測(10)和輸入電壓給定(11)與比較器(7)聯(lián)接，溫度檢測(12)與光電藕合器(13)聯(lián)接，光電耦合器(13)、旁路保護(2)、監(jiān)控指示燈(4)和比較器(7)與可編程邏輯器件(3)聯(lián)接。
【文檔編號】H02M1/00GK204046402SQ201420533099
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】張朝龍, 劉君, 李旭陽, 陳昱達(dá), 孫道軍 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司鞍山供電公司