MW級風(fēng)機(jī)獨(dú)立安全鏈中基于

MW級風(fēng)機(jī)獨(dú)立安全鏈中基于FPGA的超速保護(hù)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)徐興康朱蘊(yùn)李新育上海電氣自動化設(shè)計研究所摘要：采用FPGA設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了MW級風(fēng)機(jī)獨(dú)立安全鏈中純硬件的超速保護(hù)系統(tǒng)。該設(shè)計是基于Altera公司的ACEX1K芯片。該設(shè)計已成功應(yīng)用于MW級風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)中。關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī)FPGA超速FPGABasedDesignandImplementofOverspeedProtectioninMWWindTurbinesIndependentSafetyChainXuXingkangZhuYunLiXinyuAbstract：FPGAdesignandimplementationofpurehardwarespeedingoverprotectionsysteminMegawattwindturbine’sindependentsafetychain.ThedesignisbasedonAltera'sACEX1Kchip.ThedesignhasbeensuccessfullyappliedonMegawattfanmaincontrolsystem.Keywords：windturbineFPGAoverspeed熔1默引娛言紫在當(dāng)言今能媽源和破環(huán)境江問題擴(kuò)日益過受到咐關(guān)注壩的情炭況下畝，利拆用風(fēng)菜能進(jìn)車行發(fā)甜電日逗益受最到人傍們的傍重視云。隨果著科倦學(xué)技侵術(shù)的摧不斷襖發(fā)展圾，風(fēng)毫力發(fā)榴電技遞術(shù)尤彈其是甲風(fēng)電拳控制儲技術(shù)羅在世代界范密圍內(nèi)丸得到奮了飛殖快的費(fèi)發(fā)展默，風(fēng)黑力發(fā)驅(qū)電逐斷步走慮上了珍功率抽大、船重量瓜輕、心造價挽低、浪可靠李性高禮的商箱業(yè)化錘發(fā)展車道路找?；覈暤赜蚝鲞|闊亦、風(fēng)墻力資煉源豐圍富，礎(chǔ)充分組利用竿風(fēng)能仁發(fā)電渾對解妄決我默國日吳趨嚴(yán)克重的盜能源逮問題羨和環(huán)劫境問患題十震分重熔要。鉛近年逼來，完我國室風(fēng)力斃發(fā)電牧已具倆備一懇定規(guī)隊(duì)模，什到2屆00屋1年劈底，減已有橡27甚座稍控具規(guī)還模的培風(fēng)電腥場，異風(fēng)力燥發(fā)電沖總裝沾機(jī)量儲達(dá)3撿99速.9沒M曬W。五作為津風(fēng)力自資源葵較為鹿豐富佛的國脆家，括利用彩風(fēng)能寇發(fā)電銀已具減備一濃定規(guī)鴉模。鑰但是愈，風(fēng)箱力發(fā)折電控展制技村術(shù)主筆要是秋引進(jìn)麗國外悟技術(shù)同。目打前，票國內(nèi)伴已有久許多縮單位痛開始匆著手糠自行裹開發(fā)截和研停究風(fēng)折電控鉛制技徑術(shù)。廣公布叔的發(fā)散明專打利有色一百馬多條盾。由旱于體都制原脫因，鬼理論貢算法菠研究攤優(yōu)先廣于實(shí)鏡際開漆發(fā)，何紙上命談兵昏的較對多，畝實(shí)際凝應(yīng)用投的較輩少，鼻產(chǎn)業(yè)毫化的豆更少董。汁然而連實(shí)際碗上，臂風(fēng)能屢是一趙種低糞密度鍛能源六，具裂有不的穩(wěn)定款性和煙隨機(jī)晉性的附特點(diǎn)溉?？仨撝萍悸裥g(shù)是蠅風(fēng)機(jī)獨(dú)安全忘高效丟運(yùn)行筑的關(guān)些鍵。佩在M岸W級礎(chǔ)風(fēng)機(jī)?？刂茝U運(yùn)行萌中安些全策撇略優(yōu)運(yùn)先級鹽要高背于控爽制策秋略的圖優(yōu)先苦級。駐因此槳獨(dú)立蠶可靠搶的安東全鏈乳系統(tǒng)兵是每京個M拾W級杏風(fēng)機(jī)披主控料系統(tǒng)仿所必事需的幼，而傷在獨(dú)捏立安滴全鏈呢的每昌個環(huán)爭節(jié)中跨均采面用最牲簡單免可靠酬的硬績件來無實(shí)現(xiàn)反。門任何職一臺誘大功倆率風(fēng)將機(jī)的匙控制己系統(tǒng)柄，首擔(dān)先考員慮的煎風(fēng)機(jī)厚的失調(diào)效安攻全保強(qiáng)護(hù)，撫這是婚風(fēng)機(jī)失控制豪系統(tǒng)晚設(shè)計唐的關(guān)辮鍵。前有些奮安全鋸環(huán)節(jié)倚因其象本身印是開嫌關(guān)量亦信號緒比較香容易哭實(shí)現(xiàn)菊純硬丹件鏈捐路，哪但還貧有一哀些安嶼全環(huán)訪節(jié)本哄身是脊需要駱精確活的模挑擬量弊或數(shù)舅字量變信號漲，難杠以用隨簡單狹的純鞏硬件判鏈路末實(shí)現(xiàn)你安全比鏈控錘制?；コ倜Ｗo(hù)違就是膊其中踢一個稀重要線的安疊全環(huán)翅節(jié)。距上海濱電氣販自動引化設(shè)誤計研要究所啦有限儀公司暮研發(fā)江的M氏W級器大功愧率風(fēng)喊機(jī)的腫控制立系統(tǒng)扎中，目獨(dú)立帶安全幕鏈?zhǔn)墙仆耆褡灾餍把邪l(fā)云的擁溫有自臉主知條識產(chǎn)航權(quán)的始產(chǎn)品折。本骨篇論港文正煩是闡中述了宇其中給的一陸個重伏要安君全環(huán)悼節(jié)超六速保耀護(hù)的衛(wèi)設(shè)計疤與實(shí)礎(chǔ)現(xiàn)復(fù)隨著銷現(xiàn)場嘩可編量程門跟陣列閣技術(shù)將（F之PG恒A）費(fèi)的飛裝速發(fā)字展，訴利用微FP醫(yī)GA悔芯片聯(lián)實(shí)現(xiàn)衣精確等的純酸硬件槍超速改保護(hù)層已成椅為可陷能。異本文忽正是名應(yīng)用戲AL存TE孝RA即公司設(shè)的A罰CE該X舍1K盞系列交芯片稿的強(qiáng)卵大功齡能，四來實(shí)骨現(xiàn)超炸速保徒護(hù)安談全控走制?；?蜘風(fēng)擇機(jī)安價全鏈怨的特賊點(diǎn)披風(fēng)機(jī)家的安基全系脈統(tǒng)是誠失效僻-安窄全控捆制模備式，匆由于書獨(dú)立耗安全佛鏈的賢存在拍，不霜會導(dǎo)訪致任況何葉捆片向脈小的復(fù)槳距摸角方肆向變澇距或河導(dǎo)致館風(fēng)機(jī)鋤的加秋速度改旋轉(zhuǎn)蛾。風(fēng)揀機(jī)的碌安全悔鏈?zhǔn)浅匾粋€斃硬線誰電路盼，所寸有為興觸發(fā)洪緊急當(dāng)停機(jī)纏1或炊緊急辜停機(jī)咸2的櫻觸點(diǎn)悼都是米串聯(lián)蘆的。富安全壤環(huán)中刃的觸表點(diǎn)有脫：欣1）庸緊急恰停機(jī)母按鈕襲1+揮2在甘機(jī)艙贊中；漿2）性緊急費(fèi)停機(jī)貌按鈕智3在扁塔底飛；吳3）妻風(fēng)輪貼超速毯保護(hù)璃開關(guān)蝴；坊4）鏈振動用開關(guān)嗽；篇5）塑變槳玩距系裕統(tǒng)的焰一個象觸點(diǎn)貼；伐6）窗風(fēng)機(jī)合控制帳器的叉一個噸觸點(diǎn)器（觸核發(fā)此挖觸點(diǎn)卡的錯恥誤被地列在挎錯誤庭列表美中）軍；嘴7）為輔助叼觸點(diǎn)玩，電觀路斷聾流器盆/變上頻器太；睜8）染解纜慎>3剩圈（貍機(jī)械蝦觸發(fā)競）。憲如果項(xiàng)安全掉鏈被準(zhǔn)打斷拾，則包一個咱自鎖殘繼電面器被項(xiàng)釋放跟，此頸繼電收器可鎖以被溉人工鑄復(fù)位捕，也閱可以方在電險網(wǎng)故東障后通恢復(fù)坐時通績過脈升沖繼癢電器苗復(fù)位濕。但那風(fēng)機(jī)韻安全支鏈不商能遠(yuǎn)疏程復(fù)烤位。濟(jì)如果拜風(fēng)輪搶超速希保護(hù)少開關(guān)共的安熔全環(huán)伍節(jié)失幅效，熊則可尋能導(dǎo)曠致風(fēng)糟機(jī)飛昨車，績造成難無可凳挽回循的經(jīng)寧濟(jì)損渴失。嚴(yán)而風(fēng)鹽輪速押度是弊獨(dú)立畜安全粒鏈系株統(tǒng)中店唯一相需要娛精確備測量匪的參另數(shù)，健為確勢保這柴個環(huán)杜節(jié)的膠可靠諸有效薪和必陳要的善靈敏臭度，團(tuán)純硬睜件的百智能痛超速舊保護(hù)單產(chǎn)品懷是非杜常重齒要的脫。由線于不樣能使蓬用依嘆賴于巷軟件煤運(yùn)行戚的智處能控盯制器蹈，只孟有現(xiàn)代場可煌編程征陣列集芯片院（F仿PG膛A色）危能實(shí)湖現(xiàn)純佛硬件筋的智練能超泄速保佳護(hù)。港3盈F囑PG延A芯奔片的艘特點(diǎn)既FP測GA教近年勉來在惑國內(nèi)盾發(fā)展范得非控?？旌?宰它以蓮編程安方便伸靈活輕、柔集成驚度高臺、沸處理謎速度粱快、燃低功宿耗謠、腫高性楚價比慧、拜可靠皂性高岡等優(yōu)羨點(diǎn)堂受到迫了廣啄大電相子設(shè)柏計人靈員的睡青睞某。特侄別是竄在數(shù)狼字信登號處游理領(lǐng)嬌域，探現(xiàn)場裙可編碎程門覽陣列曉(F烏PG蠻A椅)得缸到了四廣泛秋的應(yīng)山用。多AL枝TE匪RA抬公司總的A峰CE失X跡1K勁系列蓬芯片盾EP瘡1K肺30找TC逢14政4-弄3具顆有強(qiáng)置大功閘能，黨其處翁理數(shù)綠據(jù)的警速度爐能達(dá)課到n艇s級仆。環(huán)作為槐該設(shè)愧計綁系統(tǒng)紫中的耕主處莊理器臘，可衫以滿哭足實(shí)街時性起的要橡求。庫其規(guī)違模槍相當(dāng)鈔于抖5庸萬門刑陣列若，對旅應(yīng)的聞配置撕芯片買為紛EP虛C虜1。伏芯片霞最多裹可用斬的色I(xiàn)長O腳喊10哀2個收，可臂用R粒AM吉總共范有2篇45叼76豬Bi碎ts由，最嶄大可尾用L糕E個嗽數(shù)1辨72柜8。已足夠嚼滿足甲系統(tǒng)遼設(shè)計彼的需水要。亞嚇扒獸貌叮析測匯朽配圍靠撫當(dāng)唇膏臟聚洲惰領(lǐng)沙久輔揀蔑礦遼誤筋求鑼要蕩姓陜東邪攻醉晶怒雕憶刪亦僻講籃廟煤蘿眉堵獲損種集功詞沉其害寫閱庭成。廟每個程AC少EX償1愁K芯蒙片都杜具有曬一個詢功能蔥強(qiáng)大酸的內(nèi)哲部門島陣列春，可語以用陶來實(shí)包現(xiàn)內(nèi)華存和識專門欲的復(fù)只雜邏說輯功查能，碑也可傾以用曬來實(shí)至現(xiàn)普翠通的墨簡單昏邏輯溫的功巾能。耽這些挺邏輯控功能羞的實(shí)席現(xiàn)可信以用吳VH判DL渡編程尖語言胞或功張能框宜描述蝴來設(shè)善計完萄成，介并且捏編程蓬燒錄月的一絮次性賴寫入緞的配田置芯枯片中談運(yùn)行拋。稠芯片擋的每允個I胳/O撞引腳標(biāo)兼容項(xiàng)TT繡L標(biāo)則準(zhǔn)和料CM港OS漠標(biāo)準(zhǔn)梨，并應(yīng)且有嶄獨(dú)立咐的配額置寄斗存器生，通下過此合寄存吧器的饑設(shè)置箭，可閘配置葉I/穗O引永腳的孔集電黎極開謠路方晝式，或支持克信號陡電平閃的轉(zhuǎn)積換，豎便于址系統(tǒng)竄外圍汪的擴(kuò)法展。擔(dān)4黑超鄙速保考護(hù)的舉FP柿GA端刮功能更塊連反接剩圖約1掛說明將了超地速保嘉護(hù)的賀FP奸GA赴久頂層譽(yù)模塊例框圖幣。報陷警設(shè)與定頻昆率為售BC侵D碼桌輸入價，為碗了將積BC埋D碼依轉(zhuǎn)換購成二闊進(jìn)制牧數(shù)，喊因此案選用擱乘加協(xié)模塊悔al顏tm濃ul亭t_云ad掙d，軋該模嫌塊具招有三狹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