一种高可靠性电机驱动控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高可靠性电机驱动控制装置，包括功率单元和控制单元，功率单元包括第一逆变模块、第二逆变模块、输出切换模块；第一逆变模块、第二逆变模块的功率输出端分别通过输出切换模块连接电机的输入端；控制单元包括三个输入处理电路、第一表决器、三个中央处理模块、第二表决器、三个输出处理电路、第三表决器；三个输入处理电路分别连接第一表决器；三个中央处理模块分别连接第一表决器的信号输出端，信号输出端分别连接第二表决器；三个输出处理电路分别连接第二表决器，信号输出端分别连接第三表决器；第三表决器电连接第一逆变模块、第二逆变模块、输出切换模块，产生三层故障隔离区，保证控制单元逻辑控制输出的高可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种高可靠性电机驱动控制装置
本技术涉及电机驱动控制
，尤其涉及一种高可靠性电机驱动控制装置。
技术介绍
随着电力电子技术的发展，电机驱动控制装置被广泛适用于工业自动化领域。电机驱动控制装置的高可靠性在高污染、高危险、高运维成本、高耗时等严酷环境下越来越重要，尤其是重要的工厂企业、医疗卫生、政府机构、科研单位、军工、核电、航空航天、深海开发、国防安全部门等单位，对电机驱动控制装置的可靠性要求越来越高。目前，受电力电子技术发展的制约，通用驱动控制装置的可靠性和寿命都比较低，尤其是电源模块、功率模块、数字信号处理器和软件稳定性受温度、负载特性、运行周期等因素的影响，其可靠性和寿命都比较偏低。行业内提高电机驱动控制装置的可靠性，通常采用双装置冗余设计或/和中央处理模块设计。但是，采用双装置冗余设计或/和双中央处理模块设计具有一定的局限性：1）双中央处理模块冗余设计结构，体积较大，在空间有限的航空航天、军工核电、深海开发等装置上应用具有一定的局限性；2）双中央处理模块，难以快速可靠的判断出输出不同运输结果的两个数字信号处理器哪一个是正确的；3）双装置冗余结构运行时，若其中一台错误输出运行而未报警，导致控制装置错误运行；4）双装置冗余设计结构，即使在热备状态和使用高速通讯线缆，其中一台故障报警切换到另一台正常运行，切换时间都要影响到驱动电机的可靠运行；因此，这种双装置冗余或/和双中央处理模块结构无法保证在严酷条件下高可靠性运行。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高可靠性电机驱动控制装置，装置体积小，切换时间短，适用范围广，功率单元输出的电机控制信号具有高稳定性和高可靠性。本技术采用的技术方案为：一种高可靠性电机驱动控制装置，包括功率单元和控制单元，所述的功率单元包括第一逆变模块、第二逆变模块、输出切换模块；第一逆变模块、第二逆变模块的功率输出端分别通过输出切换模块连接电机的输入端；所述的控制单元包括三个输入处理电路、第一表决器、三个中央处理模块、第二表决器、三个输出处理电路、第三表决器；所述的三个输入处理电路的信号输入端分别连接外部装置的信号输出端，三个输入处理电路的信号输出端分别连接第一表决器的信号输入端；所述的三个中央处理模块的信号输入端分别连接第一表决器的信号输出端，三个中央处理模块的信号输出端分别连接第二表决器的信号输入端；所述的三个输出处理电路分别连接第二表决器的信号输出端，三个输入处理电路的信号输出端分别连接第三表决器的信号输入端；第三表决器的逆变器控制信号输出端分别连接第一逆变模块和第二逆变模块的逆变器控制信号输入端；第三表决器的切换控制信号输出端连接输出切换模块的切换控制信号输入端。所述的三个中央处理模块，任意一个中央处理模块分别与其余两个中央处理模块通讯连接。所述的切换模块包括第一逆变器开关电路、第二逆变器开关电路和开关互锁电路；第一逆变器开关电路和第二逆变器开关电路通过开关互锁电路电连接；所述的第一逆变器通过第一逆变器开关电路连接电机的输入端，所述的第二逆变器通过第二逆变器开关电路连接电机的输入端。所述的功率单元还包括整流模块和滤波模块；所述的整流模块的输入端连接外部交流电源，整流模块的输出端连接滤波模块输入端，滤波模块的输出端分别与第一逆变模块、第二逆变模块和控制单元的供电端电连接。所述的控制单元还包括DC-DC电源转换模块和AC-DC电源转换模块；所述的AC-DC电源转换模块的输入端连接外部交流电源，DC-DC电源转换模块连接滤波模块输出端，DC-DC电源转换模块和AC-DC电源转换模块的输出端均与控制单元供电端电连接。本技术所述的一种高可靠性驱动控制装置，利用控制单元三路冗余三层故障的多数表决机制，产生三层故障隔离区，提高控制单元快速响应能力和容错能力，保证控制单元逻辑控制输出的正确性、稳定性和高可靠性。进一步的，所述的控制装置的控制机构结构上采用DC-DC电源转换模块和AC-DC电源转换模块异路供电、双逆变器串接输出切换模块并联冗余输出、控制单元单元软硬件冗余设计，较双装置冗余结构体积大大减小，可靠性显著提高，可广泛应用于航空航天、深海开发、军工核电等领域。更进一步的，本技术所述的控制装置利用控制单元三路数字处理器冗余并相互高速通讯，提高驱动控制装置内部模块电路和外部连接模块电路状态运行的实时监测、故障预警、诊断、分析和处理能力；同时配合硬件电路结构设计，提高故障可在线维修性，保证驱动控制装置及系统运行的稳定性和高可靠性。附图说明图1为本技术的电路原理图；图2为本实施例的控制机构原理图。具体实施方式如图1所示，本技术包括功率单元和控制单元，所述的功率单元包括整流模块、滤波模块、第一逆变模块、第二逆变模块、输出切换模块；第一逆变模块、第二逆变模块的功率输出端分别通过输出切换模块连接电机的输入端；所述的整流模块的输入端连接外部交流电源，整流模块的输出端连接滤波模块输入端，滤波模块的输出端分别与第一逆变模块、第二逆变模块的供电端电连接。所述的控制单元包括DC-DC电源转换模块、AC-DC电源转换模块、三个输入处理电路、第一表决器、三个中央处理模块、第二表决器、三个输出处理电路、第三表决器；所述的AC-DC电源转换模块的输入端连接外部交流电源，DC-DC电源转换模块连接滤波模块输出端，DC-DC电源转换模块和AC-DC电源转换模块的输出端均与控制单元供电端电连接。DC-DC电源转换模块和AC-DC电源转换模块作为控制单元的电源，由所述的功率单元直流母线端（即滤波模块输出端）供电和功率单元输入端（即外部交流电源）供电；采用双电源模块冗余结构，为整个控制单元（包括外控电路）提供高稳定高可靠的电源，确保控制单元供电的高稳定性和高可靠性。所述的三个输入处理电路的信号输入端分别连接外部装置的信号输出端，三个输入处理电路的信号输出端分别连接第一表决器的信号输入端；所述的三个输入处理电路的信号输入端分别接收同一个信号，三个输入处理电路分别对接收的信号进行处理，并将处理后的信号分别传输至第一表决器中。第一表决器用于对接收到的三个信号进行表决，并将表决后得到的信号分别传输至三个中央处理模块。所述的三个中央处理模块的信号输入端分别连接第一表决器的信号输出端，三个中央处理模块的信号输出端分别连接第二表决器的信号输入端；所述的三个中央处理模块分别接收第一表决器输出的同一个信号，三个中央处理模块分别对接收的信号进行逻辑运算，并分别将运算得到的信号传输至第二表决器；第二表决器用于对接收到的三个信号进行表决，并将表决后得到的信号分别传输至三个输出处理电路。所述的三个输出处理电路分别连接第二表决器的信号输出端，三个输入处理电路的信号输出端分别连接第三表决器的信号输入端；第三表决器的逆变器控制信号输出端分别连接第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高可靠性电机驱动控制装置，包括功率单元和控制单元，其特征在于：所述的功率单元包括第一逆变模块、第二逆变模块、输出切换模块；第一逆变模块、第二逆变模块的功率输出端分别通过输出切换模块连接电机的输入端；/n所述的控制单元包括三个输入处理电路、第一表决器、三个中央处理模块、第二表决器、三个输出处理电路、第三表决器；/n所述的三个输入处理电路的信号输入端分别连接外部装置的信号输出端，三个输入处理电路的信号输出端分别连接第一表决器的信号输入端；/n所述的三个中央处理模块的信号输入端分别连接第一表决器的信号输出端，三个中央处理模块的信号输出端分别连接第二表决器的信号输入端；/n所述的三个输出处理电路分别连接第二表决器的信号输出端，三个输入处理电路的信号输出端分别连接第三表决器的信号输入端；/n第三表决器的逆变器控制信号输出端分别连接第一逆变模块和第二逆变模块的逆变器控制信号输入端；第三表决器的切换控制信号输出端连接输出切换模块的切换控制信号输入端。/n

【技术特征摘要】
1.一种高可靠性电机驱动控制装置，包括功率单元和控制单元，其特征在于：所述的功率单元包括第一逆变模块、第二逆变模块、输出切换模块；第一逆变模块、第二逆变模块的功率输出端分别通过输出切换模块连接电机的输入端；
所述的控制单元包括三个输入处理电路、第一表决器、三个中央处理模块、第二表决器、三个输出处理电路、第三表决器；
所述的三个输入处理电路的信号输入端分别连接外部装置的信号输出端，三个输入处理电路的信号输出端分别连接第一表决器的信号输入端；
所述的三个中央处理模块的信号输入端分别连接第一表决器的信号输出端，三个中央处理模块的信号输出端分别连接第二表决器的信号输入端；
所述的三个输出处理电路分别连接第二表决器的信号输出端，三个输入处理电路的信号输出端分别连接第三表决器的信号输入端；
第三表决器的逆变器控制信号输出端分别连接第一逆变模块和第二逆变模块的逆变器控制信号输入端；第三表决器的切换控制信号输出端连接输出切换模块的切换控制信号输入端。


2.根据权利要求1所述的高可靠性电机驱动控制装置，其特征在于：所述的三个中央处理模块，任意一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：范红伟，张浩，吴宣东，来海丰，张虎，高峤，刘建波，刘平顺，周良，逵振雨，
申请(专利权)人：卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司，卧龙电气驱动集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41