一种多电机机群系统驱动控制装置、方法及系统制造方法及图纸

一种多电机机群系统驱动控制装置、方法及系统，包括多电机综合控制单元、多个电机控制单元及与多个电机控制单元相对应的变频驱动器；其中，所述多个电机控制单元中，一个设为主电机控制单元，余下设为从电机控制单元；所述多电机综合控制单元与多个电机控制单元通过两组光纤串联连接，所述多个电机控制单元与其变频驱动器连接，所述变频驱动器输出至电机。通过多电机综合控制单元对多电机机群系统统一管理，提高了多电机机群系统的自动控制水平。

【技术实现步骤摘要】
一种多电机机群系统驱动控制装置、方法及系统
本申请涉及驱动控制
，尤其涉及一种多电机机群系统驱动控制装置、方法及系统。
技术介绍
多电机机群变频驱动装置广泛应用于工业场合，如钢长轧钢生产线、煤矿皮带运输设备、大功率提升设备等。由于多电机机群设备较多，因此对于多电机驱动控制的安全性，可靠性及自动化水平提出了严格的应用要求。现有技术中，对多电机机群的控制手段较简单，多采用依靠负载自主平衡的方式对多电机系统进行控制，即电机控制源头的干预较少，常见的有皮带机设备依靠皮带的软连接方式进行多电机的自主功率均衡及速度差的协调。近些年随着液力耦合器，磁力耦合器的出现，多电机机群的控制水平有了提升，但是仍然是通过传动装置进行干预，非驱动力的源头—电机端进行干预。随着变频技术的发展，电机的控制水平有了大幅的进步，利用变频驱动技术实现多电机机群间的力矩平衡，提高通信的速率，改善多电机机群系统的自动化水平是目前亟需解决的问题。
技术实现思路
根据现有技术的不足，本专利技术提供一种多电机机群系统驱动控制装置、方法及系统，通过电机控制单元、变频驱动器控制各电机运行，实现多电机机群的变频驱动控制。本专利技术提供了一种多电机机群系统驱动控制装置，该装置包括多电机综合控制单元、多个电机控制单元及与多个电机控制单元相对应的变频驱动器；其中，所述多个电机控制单元中，一个设为主电机控制单元，余下设为从电机控制单元；所述从电机控制单元用于接收主电机控制单元的控制指令，控制从电机的变频驱动器输出电机运行所需的电压、电流；所述主电机控制单元用于控制主电机变频驱动器输出电机运行所需的电压、电流，同时用于对多电机综合控制单元的信息进行传输和控制指令下发；所述多电机综合控制单元用于综合控制多个电机控制单元；所述变频驱动器用于输出电压及电流，驱动电机设备按照指令速度运行；所述多电机综合控制单元与多个电机控制单元通过两组光纤串联连接，所述多个电机控制单元与其变频驱动器连接，所述变频驱动器输出至电机。优选的，所述变频驱动器包括进线滤波单元、整流单元、直流滤波单元、逆变单元及输出滤波单元，其中，所述进线滤波单元用于对交流电流进行滤波、实现能量缓存；所述整流单元用于交直流变换，提供稳定直流电压、控制能量双向流动、控制网侧功率因数；所述直流滤波单元用于直流电压滤波、无功能量缓存、隔离整流逆变；所述逆变单元用于交直流变换、驱动电机平滑调速、全速范围内提供输出转矩；所述输出滤波单元用于对交流输出电压电流滤波、消除变频器共模电压；进线滤波单元进线端与变频驱动器三相进线电源连接，经过进线滤波单元交流滤波后其与整流单元连接，整流单元连接三线进线滤波单元的输出端，经过整流后与直流滤波单元相连，经过直流滤波单元滤波后与逆变单元连接，逆变单元将直流电源变换成交流电流，经过输出滤波单元滤波后，输出至电机。优选的，所述电机控制单元包括通信光纤收发电路，FPGA通信控制芯片，DSP电机矢量控制芯片，变频驱动器信息采集电路及PWM脉冲收发电路；所述通信光纤收发电路用于接收和发送信息；所述FPGA通信控制芯片用于控制通信光纤收发电路，实现高速光纤通信；所述DSP电机矢量控制芯片用于实现电机矢量控制；所述变频驱动器信息采集电路用于采集变频器进线电压、电流，直流滤波单元电压，输出电流，并将采集的模拟量转换成数字量，传至DSP电机矢量控制芯片；所述PWM脉冲收发电路用于将电机矢量控制生成的脉冲信号通过光纤发送至电力电子器件的门级，并接收电力电子器件的返回状态信息；所述通信光纤收发电路通过光纤与电机控制单元组网通信，通过该光纤通信链路下发控制命令，采集电机及变频驱动器运行信息；通信光纤收发装置与FPGA通信芯片连接，FPGA对信息的解码和编码后，与DSP信息处理芯片连接，DSP信息处理芯片与频驱动器信息采集电路及PWM脉冲收发电路分别连接。优选的，所述多电机综合控制单元包括通信光纤收发电路，FPGA通信控制芯片，DSP信息处理芯片，串行通信电路，以太网通信电路。所述通信光纤收发电路用于接收和发送信息；所述FPGA通信控制芯片用于控制通信光纤收发电路，实现高速光纤通信；所述DSP信息处理芯片用于处理多电机机群系统的电机状态信息；所述串行通信电路，实现DSP与触摸屏的通信；所述以太网通信电路，实现多电机系统与上级控制系统通信，接收上级控制系统的命令，返回多电机机群系统的状态至上级控制系统；所述通信光纤收发电路通过光纤与电机控制单元组网通信，通过该光纤通信链路下发控制命令，采集电机及变频驱动器运行信息；通信光纤收发装置与FPGA通信芯片连接，FPGA对信息的解码和编码后，与DSP信息处理芯片连接，DSP信息处理芯片的通信端口与串行通信电路、以太网通信电路分别连接。优选的，所述通信光纤收发电路包括光纤发送电路，光纤接收电路；所述发送电路包括三极管放大器件和光电转换芯片；所述接收电路包括光电转换芯片。优选的，所述FPGA数字处理芯片包括解码单元、识别单元、缓存单元及编码单元；所述解码单元用于对通信脉冲进行解码，解码为并行的数据信息；所述识别单元用于比较目的设备号是否与本机设备号一致；所述缓存单元用于存储识别单元传递的信息；所述编码单元用于对缓冲单元中的数据进行编码。优选的，所述两组光纤分别为第一光纤单元、第二光纤单元；所述第一光纤单元包含一个发送光纤和一个接收光纤，用于与上级驱动控制单元通信；所述第二光纤单元包含一个发送光纤和一个接收光纤，用于与下级驱动控制单元通信；所述第一光纤单元的接收光纤接收上级驱动控制单元发送的通信脉冲，经过FPGA数字处理芯片输出至第二光纤单元的发送光纤，发送至下级驱动控制单元；所述第二光纤单元的接收光纤接收下级驱动控制单元发送的通信脉冲，经过FPGA数字处理芯片中输出至第一光纤单元的发送光纤，发送至上级驱动控制单元。优选的，所述多电机综合控制单元与多个电机控制单元串联后，与人机对话系统相连。本专利技术还提供了一种多电机机群驱动控制方法，该方法包括，多电机综合控制单元发出主从识别命令，各电机控制单元按照设定的编号识别出主从电机；多电机综合控制单元接收上级控制单元的启动命令，发送至主电机控制单元，主电机控制单元控制变频器使主电机投入运行；主电机控制单元向各从电机控制单元发出启动控制命令，主电机计算电机转矩，并将电机转矩指令发送至各从电机控制单元；从电机控制单元跟踪主电机控制单元发出的转矩指令，控制器变频器输出相应的电压电流，控制电机运行。本专利技术还提供了一种多电机机群驱动系统，该系统包括高压柜、变压器、上述任一所述的多电机机群形态驱动控制装置及多电机机群。有益效果：通过变频驱动器、电机控制单元控制各电机运行，实现多电机机群的变频驱动控制。通过多电机综本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多电机机群系统驱动控制装置，其特征在于，该装置包括多电机综合控制单元、多个电机控制单元及与多个电机控制单元相对应的变频驱动器；其中，/n所述多个电机控制单元中，一个设为主电机控制单元，余下设为从电机控制单元；/n所述从电机控制单元用于接收主电机控制单元的控制指令，控制从电机的变频驱动器输出电机运行所需的电压、电流；/n所述主电机控制单元用于控制主电机变频驱动器输出电机运行所需的电压、电流，同时用于对多电机综合控制单元的信息进行传输和控制指令下发；/n所述多电机综合控制单元用于综合控制多个电机控制单元；/n所述变频驱动器用于输出电压及电流，驱动电机设备按照指令速度运行；/n所述多电机综合控制单元与多个电机控制单元通过两组光纤串联连接，所述多个电机控制单元与其变频驱动器连接，所述变频驱动器输出至电机。/n

【技术特征摘要】
1.一种多电机机群系统驱动控制装置，其特征在于，该装置包括多电机综合控制单元、多个电机控制单元及与多个电机控制单元相对应的变频驱动器；其中，
所述多个电机控制单元中，一个设为主电机控制单元，余下设为从电机控制单元；
所述从电机控制单元用于接收主电机控制单元的控制指令，控制从电机的变频驱动器输出电机运行所需的电压、电流；
所述主电机控制单元用于控制主电机变频驱动器输出电机运行所需的电压、电流，同时用于对多电机综合控制单元的信息进行传输和控制指令下发；
所述多电机综合控制单元用于综合控制多个电机控制单元；
所述变频驱动器用于输出电压及电流，驱动电机设备按照指令速度运行；
所述多电机综合控制单元与多个电机控制单元通过两组光纤串联连接，所述多个电机控制单元与其变频驱动器连接，所述变频驱动器输出至电机。


2.根据权利要求1所述的多电机机群系统驱动控制装置，其特征在于，所述变频驱动器包括进线滤波单元、整流单元、直流滤波单元、逆变单元及输出滤波单元，其中，所述进线滤波单元用于对交流电流进行滤波、实现能量缓存；
所述整流单元用于交直流变换，提供稳定直流电压、控制能量双向流动、控制网侧功率因数；
所述直流滤波单元用于直流电压滤波、无功能量缓存、隔离整流逆变；
所述逆变单元用于交直流变换、驱动电机平滑调速、全速范围内提供输出转矩；
所述输出滤波单元用于对交流输出电压电流滤波、消除变频器共模电压；
进线滤波单元进线端与变频驱动器三相进线电源连接，经过进线滤波单元交流滤波后其与整流单元连接，整流单元连接三线进线滤波单元的输出端，经过整流后与直流滤波单元相连，经过直流滤波单元滤波后与逆变单元连接，逆变单元将直流电源变换成交流电流，经过输出滤波单元滤波后，输出至电机。


3.根据权利要求1所述的多电机机群系统驱动控制装置，其特征在于，所述电机控制单元包括通信光纤收发电路，FPGA通信控制芯片，DSP电机矢量控制芯片，变频驱动器信息采集电路及PWM脉冲收发电路；
所述通信光纤收发电路用于接收和发送信息；
所述FPGA通信控制芯片用于控制通信光纤收发电路，实现高速光纤通信；
所述DSP电机矢量控制芯片用于实现电机矢量控制；
所述变频驱动器信息采集电路用于采集变频器进线电压、电流，直流滤波单元电压，输出电流，并将采集的模拟量转换成数字量，传至DSP电机矢量控制芯片；
所述PWM脉冲收发电路用于将电机矢量控制生成的脉冲信号通过光纤发送至电力电子器件的门级，并接收电力电子器件的返回状态信息；
所述通信光纤收发电路通过光纤与电机控制单元组网通信，通过该光纤通信链路下发控制命令，采集电机及变频驱动器运行信息；通信光纤收发装置与FPGA通信芯片连接，FPGA对信息的解码和编码后，与DSP信息处理芯片连接，DSP信息处理芯片与频驱动器信息采集电路及PWM脉冲收发电路分别连接。


4.根据权利要求1所述的多电机机群系统驱动控制装置，其特征在于，所述多电机综合控制单元包括通信光纤收发电路，FPGA通信控制芯片，DSP信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭国俊，杨波，叶宗彬，耿成飞，吴翔，封安波，王建，平修远，
申请(专利权)人：徐州中矿大传动与自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32