一种基于FPGA的SVG功率单元模块检测仪器的制作方法

一种基于fpga的svg功率单元模块检测仪器
技术领域
1.本实用新型涉及svg功率单元检测领域，具体涉及一种基于fpga的svg功率单元模块检测仪器。


背景技术：

2.基于h桥模块级联而成的链式静止同步补偿器(staticsynchronous compensator,statcom)系统，也被称为(svg)，因其结构简单、动态响应快、输出谐波小等优点，广泛应用于中高压大容量场合，动态地调节电网无功功率。与传统的tcr为代表的svc仪器相比，svg的调节速度更快，运行范围宽，而且在采用多重化、多电平等pwm技术措施后大大减少了输出电流的谐波含量。更重要的是，svg使用的电抗器和电容元件远比svc中使用的电抗器和电容元件要小，这将缩小仪器的体积。级联h桥形式的高压静止无功发生器(svg)由多个h桥功率单元组成。为了保证svg装置可靠并网，需要对h桥功率单元做细致的出厂检测和现场并网前检测。目前，通常是专门设计h桥功率单元的测试程序，用示波器观察h桥功率单逆变出来的波形是否正常。这种方式效率较低，且对测试人员的要求较高。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本实用新型实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于fpga的svg功率单元模块检测仪器，具体方案如下：
4.一种基于fpga的svg功率单元模块检测仪器，包括主控板、采样板和供电单元；所述供电单元分别与主控板、采样板以及待测试的svg功率单元模块电连接，为主控板、采样板以及待测试的svg功率单元模块供电；所述主控板与所述svg功率单元模块的控制端口电连接，用以向svg功率单元模块下发控制指令，所述采样板与所述svg功率单元模块的采样端口电连接，采样对应的电信号，所述采样板还与所述主控板电连接，用以向主控板发送采集的电信号。
5.进一步地，所述供电单元为ac220v交流电源，所述供电单元依次电连接变压器和整流器后与svg功率单元模块的直流侧供电端口电连接，给svg功率单元模块供电。
6.进一步地，所述供电单元还通过开关电源与主控板、采样板以及svg功率单元模块的内部控制板电连接。
7.进一步地，所述采样板包括第一电压采集电路和第二电压采集电路，所述第一电压采集电路与svg功率单元模块的直流侧电压采集端口电连接，所述第二电压采集电路与svg功率单元模块的交流侧电压采集端口电连接。
8.进一步地，所述主控板电连接有显示单元，用以显示采样板采集的电信号。
9.进一步地，所述主控板电连接有故障显示灯，用以显示svg功率单元模块的状态。
10.进一步地，所述svg功率单元模块还电连接有放电电路。
11.进一步地，所述主控板为采用fpga为主控芯片的控制板
12.本实用新型具有以下有益效果：
13.本设计采用fpga为主控芯片，通过光纤和svg功率单元进行实时通信，能够根据相应指令下达相应任务给svg功率单元，通过实时读入svg功率单元上传数据分析其是否正常；对于电压显示，本仪器采用四位数码管显示，大大降低了仪器体积，因仪器输出pwm形式正弦波thd很高，设计相应滤波电路使仪器能够准确显示交流侧电压，使用二位置旋钮开关(放电/800v)取代原检测仪器的万能转换开关，仪器上电后处于放电状态，在原有检测仪器的基础上进行简化，并在800v直流电路上增加限流保护，既能够快速的分析svg功率单元的运行状态，且能对检测仪器进行短路保护，又能够进行故障判断对维修具有指导作用。
附图说明
14.图1为本实用新型实施例提供的基于fpga的svg功率单元模块检测仪器的系统框图。
15.图2为本实用新型实施例提供的一种基于fpga的svg功率单元模块检测仪器的主电气原理图；
16.图3为本实用新型实施例提供的一种基于fpga的svg功率单元模块检测仪器的使用时的示意图。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.如图1-3所示，本实用新型实施例提供的一种基于fpga的svg功率单元模块检测仪器，包括主控板、采样板和供电单元，所述供电单元分别与主控板、采样板以及待测试的svg功率单元模块电连接，为主控板、采样板以及待测试的svg功率单元模块供电；所述主控板与所述svg功率单元模块的控制端口电连接，用以向svg功率单元模块下发控制指令，所述采样板与所述svg功率单元模块的采样端口电连接，采样对应的电信号，所述采样板还与所述主控板电连接，用以向主控板发送采集的电信号。
19.其中，所述主控板包括fpga、显示单元、指令下发电路、故障指示灯、光纤通信接口、电平转换电路和复位电路，本实用新型所有的检测、控制、通讯、显示都使用一块fpga芯片来完成。
20.其中，所述供电单元为ac220v交流电源，ac220v交流电源通过变压器和整流器单元输出的直流电，给svg功率单元模块直流侧供电，同时输出15v直流给svg功率单元模块内部的控制板、以及该检测仪器的主控板、采样板供电。所述主控板与svg功率单元模块之间用光纤进行通讯，通过所述指令下发电路下发指令，同时svg功率单元做相应的动作，这些动作包括svg功率单元逆变输出方波、正弦波，故障读取和复位等。
21.所述采样板包括第一电压采集电路和第二电压采集电路，所述第一电压采集电路与svg功率单元模块的直流侧电压采集端口电连接，所述第二电压采集电路与svg功率单元模块的交流侧电压采集端口电连接。所述采样板电压采集电路将svg功率单元交流侧及直
流侧电压信号输入给ad芯片，fpga通过读取ad数据，经过相应数据处理得到电压显示数据，同时将数据输出给所述显示单元，所述显示单元为四位数码管显示。所述检测仪器的主控板与svg功率单元模块实时通信，接收功率单元所上传的数据，同时判断故障信息，并通过所述故障指示灯的led灯显示；当系统需要重新工作时按下复位电路即可。
22.所述电平转换电路是将所述供电单元直流15v的电压转换成直流5v、3.3v及1.2v，供fpga芯片和ad芯片使用。所述仪器电路中的高压部分和检测控制部分开设计，并设计了放电电路，检测完成后使svg功率单元模块直流侧电容放电；所述仪器的主电路中设有软启电路，防止电容充电时电流过大烧坏功率器件；所述仪器的变压器直流电输出电路增加保险丝，防止模块内部正负极接反时导致变压器二次侧短路而烧坏。
23.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种基于fpga的svg功率单元模块检测仪器，其特征在于，包括主控板、采样板和供电单元；所述供电单元分别与主控板、采样板以及待测试的svg功率单元模块电连接，为主控板、采样板以及待测试的svg功率单元模块供电；所述主控板与所述svg功率单元模块的控制端口电连接，用以向svg功率单元模块下发控制指令，所述采样板与所述svg功率单元模块的采样端口电连接，采样对应的电信号，所述采样板还与所述主控板电连接，用以向主控板发送采集的电信号。2.根据权利要求1所述的基于fpga的svg功率单元模块检测仪器，其特征在于，所述供电单元为ac220v交流电源，所述供电单元依次电连接变压器和整流器后与svg功率单元模块的直流侧供电端口电连接，给svg功率单元模块供电。3.根据权利要求2所述的基于fpga的svg功率单元模块检测仪器，其特征在于，所述供电单元还通过开关电源与主控板、采样板以及svg功率单元模块的内部控制板电连接。4.根据权利要求1所述的基于fpga的svg功率单元模块检测仪器，其特征在于，所述采样板包括第一电压采集电路和第二电压采集电路，所述第一电压采集电路与svg功率单元模块的直流侧电压采集端口电连接，所述第二电压采集电路与svg功率单元模块的交流侧电压采集端口电连接。5.根据权利要求1所述的基于fpga的svg功率单元模块检测仪器，其特征在于，所述主控板电连接有显示单元，用以显示采样板采集的电信号。6.根据权利要求1所述的基于fpga的svg功率单元模块检测仪器，其特征在于，所述主控板电连接有故障显示灯，用以显示svg功率单元模块的状态。7.根据权利要求1所述的基于fpga的svg功率单元模块检测仪器，其特征在于，所述svg功率单元模块还电连接有放电电路。8.根据权利要求1所述的基于fpga的svg功率单元模块检测仪器，其特征在于，所述主控板为采用fpga为主控芯片的控制板。

技术总结
一种基于FPGA的SVG功率单元模块检测仪器，包括主控板、采样板和供电单元；所述供电单元分别与主控板、采样板以及待测试的SVG功率单元模块电连接，为主控板、采样板以及待测试的SVG功率单元模块供电；所述主控板与所述SVG功率单元模块的控制端口电连接，用以向SVG功率单元模块下发控制指令，所述采样板与所述SVG功率单元模块的采样端口电连接，采样对应的电信号，所述采样板还与所述主控板电连接，用以向主控板发送采集的电信号。本实用新型针对性设计了便携式H桥功率单元模块检测仪器，操作简易便捷，可大大提高SVG产品生产检验和应用效率。应用效率。应用效率。


技术研发人员：李海燕 胡东升 刘勇
受保护的技术使用者：武汉武新电气科技股份有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/8/8