变频器及其控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种变频器及其控制系统。其中，该系统包括：主控制器，包括：至少一个高速通信接口，主控制器用于生成变频器的控制信息；至少一个第一微处理器，与至少一个高速通信接口连接，第一微处理器用于基于控制信息对变频器的输出电压进行整流和逆变的算法控制。本实用新型专利技术解决了相关技术中变频器的控制协调性不足，导致大功率变频器运行效果差的技术问题。术问题。术问题。

【技术实现步骤摘要】
变频器及其控制系统


[0001]本技术涉及磁悬浮大功率变频器领域，具体而言，涉及一种变频器及其控制系统。

技术介绍

[0002]磁悬浮大功率变频器用于磁悬浮离心冷水机组上，用于进行电机驱动。该变频器在硬件拓扑上采用四象限变频技术，四象限变频在整流端和逆变端均采用全控整流拓扑。对应I-U(电流-电压)曲线，变频器可以工作在四个象限内，因此称作四象限变频器。
[0003]由于整流和逆变为全控整流拓扑，所以在两端均需要控制器提供驱动信号，进而驱动全控器件IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。因此，如图1所示，在四象限变频器中需要一块PFC(Power Factor Correction，功率因素校正)控制板，一块电机控制板和一块继电器控制板，其中，PFC板用于控制整流，电机控制板用于控制逆变，继电器控制板用于执行变频器控制逻辑。如图2所示，各个控制器间的通信通常为CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)通信或光纤通信。但是，由于通信速率有限，很难满足板间的数据的及时传输，造成了变频器的控制协同性不足；而光纤通信则有缺少通信协议，成本高等缺点，不适宜大量使用。
[0004]针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]本技术实施例提供了一种变频器及其控制系统，以至少解决相关技术中变频器的控制协调性不足，导致大功率变频器运行效果差的技术问题。
[0006]根据本技术实施例的一个方面，提供了一种变频器的控制系统，包括：主控制器，包括：至少一个高速通信接口，主控制器用于生成变频器的控制信息；至少一个第一微处理器，与至少一个高速通信接口连接，第一微处理器用于基于控制信息对变频器的输出电压进行整流和逆变的算法控制。
[0007]可选地，该系统还包括：开关电源板，与主控制器和第一微处理器连接，用于触发主控制器和第一微处理器上电；高速通信接口用于与完成初始化的第一微处理器建立通信关系。
[0008]可选地，开关电源板至少由两部分电压源提供电能，电压源包括：三相输入端供电和母线电压供电，其中，主控制器还包括：控制模块，用于基于变频器的母线电压，控制开关电源板使用不同的电压源进行供电。
[0009]可选地，第一微处理器包括：第一处理模块，用于调制用于对电压环和电流环进行整流控制的第一驱动信号，或，用于对电机进行开环逆变调制或闭环逆变调制的第二驱动信号；信号装载模块，用于输出第一驱动信号或第二驱动信号；主控制器包括：驱动保护模块，用于对第一驱动信号或第二驱动信号进行逻辑互锁。
[0010]可选地，驱动保护模块，用于禁止输出同为高电平的驱动信号，以及基于检测驱动
信号的死区时间确定是否允许电平翻转。
[0011]可选地，该系统还包括：外部采样芯片，用于采集采样数据；第一外部存储器，用于存储采样数据；高速通信接口还用于接收第一微处理器发送的采样请求；主控制器还包括：采样控制接口，与外部采样芯片连接，用于控制外部采样芯片以及接收采样数据；第一存储控制模块，与第一外部存储器连接，用于将采样数据存储至第一外部存储器。
[0012]可选地，该系统还包括：外部保护芯片，用于输出采样数据对应的设定数据；比较电路，与外部保护芯片和主控制器后级的驱动电路连接，用于基于采样数据与设定数据的比较结果，对驱动电路进行输出保护控制；主控制器还包括：保护控制接口，与外部保护芯片连接，用于控制外部保护芯片。
[0013]可选地，采样数据包括：多路模拟信号；主控制器还包括：第二处理模块，用于将多路模拟信号划分为至少一个信号集合；该系统还包括：采样电路，与第二处理模块连接，用于处理每个信号集合中的至少一路模拟信号；比较电路，与采样电路连接，用于比较处理得到的目标模拟信号与目标模拟信号对应的设定模拟信号。
[0014]可选地，采样电路包括：第一电路，包括：第一运算放大器和第一二极管，第一运算放大器的第一输入端输入每个信号集合中的至少一路模拟信号，第一运算放大器的第二输入端输入目标模拟信号，第一运算放大器的输出端通过第一二极管与第一运算放大器的第二输入端连接；第二电路，包括：第二运算放大器和第二二极管，第二运算放大器的第一输入端接地，第二运算放大器的第二输入端输入每个信号集合中的至少一路模拟信号和目标模拟信号，第二运算放大器的输出端通过第二二极管输出目标模拟信号。
[0015]可选地，该系统还包括：上位机，用于发送传输数据；主控制器包括：双端口随机存储器；第二微处理器，与上位机建立以太网通信连接，与双端口随机存储器连接，用于分别与主控制器和上位机进行数据交互。
[0016]可选地，该系统还包括：第二外部存储器，用于存储传输数据；第一微处理器包括：缓存模块，用于缓存经由第二微处理器转发的传输数据；第二存储控制模块，与缓存模块和第二外部存储器连接，用于将缓存的传输数据转存到第二外部存储器中。
[0017]可选地，第一微处理器还包括：校验模块，与缓存模块连接，用于在接收到上位机发送的烧录指令的情况下，解析和校验传输数据。
[0018]可选地，该系统还包括：第一外部存储器；主控制器还包括：多个比较模块，多个比较模块并行运行，每个比较模块用于将获取到的检测参数与预先设定的故障参数进行比较；第二处理模块，与多个比较模块连接，用于基于多个比较模块输出的比较结果，确定变频器是否存在故障；控制单元，与第二处理模块连接，用于在变频器发生故障的情况下阻断输出交互数据；第一存储控制模块，与第一外部存储器连接，用于将故障信息存储至第一外部存储器。
[0019]可选地，该系统还包括：第三外部存储器，用于存储第一配置信息；第四外部存储器，用于存储第二配置信息；数据选择器，与第三外部存储器和第四外部存储器连接，用于获取第三外部存储器或第四外部存储器中存储的配置信息；主控制器，与数据选择器连接，用于基于数据选择器获取到的配置信息进行配置。
[0020]根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种变频器，包括：上述的变频器的控制系统。
[0021]在本技术实施例中，主控制器生成变频器的控制信息，并通过至少一个高速通信接口发送至至少一个第一微处理器，至少一个第一微处理器在接收到控制信息之后，可以对变频器的输出电压进行整流和逆变的算法控制，从而实现大功率变频器的控制目的。由于变频器包括主控制器和至少一个第一微处理器，并且主控制器和第一微处理器之间通过高速通信接口进行数据交互，从而提高变频器整流和逆变端的数据交互量，便于进行算法的优化，达到了提升大功率变频器的运行控制的协同性的技术效果，进而解决了相关技术中变频器的控制协调性不足，导致大功率变频器运行效果差的技术问题。
附图说明
[0022]此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变频器的控制系统，其特征在于，包括：主控制器，包括：至少一个高速通信接口，所述主控制器用于生成所述变频器的控制信息；至少一个第一微处理器，与所述至少一个高速通信接口连接，所述第一微处理器用于基于所述控制信息对所述变频器的输出电压进行整流和逆变的算法控制；其中，所述系统还包括：开关电源板，与所述主控制器和所述第一微处理器连接，用于触发所述主控制器和所述第一微处理器上电；所述高速通信接口用于与完成初始化的第一微处理器建立通信关系；所述开关电源板至少由两部分电压源提供电能，所述电压源包括：三相输入端供电和母线电压供电，其中，所述主控制器还包括：控制模块，用于基于所述变频器的母线电压，控制所述开关电源板使用不同的电压源进行供电。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一微处理器包括：第一处理模块，用于调制用于对电压环和电流环进行整流控制的第一驱动信号，或，用于对电机进行开环逆变调制或闭环逆变调制的第二驱动信号；信号装载模块，用于输出所述第一驱动信号或所述第二驱动信号；所述主控制器包括：驱动保护模块，用于对所述第一驱动信号或所述第二驱动信号进行逻辑互锁。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，驱动保护模块，用于禁止输出同为高电平的驱动信号，以及基于检测所述驱动信号的死区时间确定是否允许电平翻转。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：外部采样芯片，用于采集采样数据；第一外部存储器，用于存储所述采样数据；所述高速通信接口还用于接收所述第一微处理器发送的采样请求；所述主控制器还包括：采样控制接口，与所述外部采样芯片连接，用于控制所述外部采样芯片以及接收所述采样数据；第一存储控制模块，与所述第一外部存储器连接，用于将所述采样数据存储至所述第一外部存储器。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：外部保护芯片，用于输出所述采样数据对应的设定数据；比较电路，与所述外部保护芯片和所述主控制器后级的驱动电路连接，用于基于所述采样数据与所述设定数据的比较结果，对所述驱动电路进行输出保护控制；所述主控制器还包括：保护控制接口，与所述外部保护芯片连接，用于控制所述外部保护芯片。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述采样数据包括：多路模拟信号；所述主控制器还包括：第二处理模块，用于将所述多路模拟信号划分为至少一个信号集合；所述系统还包括：采样电路，与所述第二处理模块连接，用于处理每个信号集合中的至
少一路模拟信号；所述比较电路，与所述采样电路连接，用于比较处理得到的目标模拟信号与所述目标模拟信号对应的设...

【专利技术属性】
技术研发人员：周维邦，于安波，张统世，臧经伦，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：