一种高压变频器的传感器信号反馈装置，该装置的控制电路包括：顺序连接的传感器输入信号的接口电路、信号整形电路，该信号整形电路的输出连接至进行增强纠错能力和并串转换处理的现场可编程门阵列ＦＰＧＡ芯片的输入端，该ＦＰＧＡ芯片设有两条输出电路：一条通过功率放大器和光纤驱动器将输出信号经由光纤连接送至主控装置接口电路，另一条则通过光电耦合器和差分驱动器经由差分双绞线将信号送至主控装置接口电路，在主控装置的接口电路中，也采用ＦＰＧＡ芯片对输入信号进行纠错校验和串并转换处理。该装置很好地解决了现有传感器用于高压变频器时存在传输误码率高、距离短、响应速度慢和体积大等问题，能够满足高压大功率变频器的智能调速控制技术的需要。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种结构新颖、抗干扰功能强、传输速率高的高压变频器的传 感器信号反馈装置，属于高压变频器的智能调速配套控制设备的
技术介绍
在高压大功率矢量控制的变频器的传动控制技术上，如果需要提高变频器 的调速范围、扭矩特性和快速响应等能力，那么变频器的传感器是必不可少的 配套设备。这里的变频器传感器主要用于反馈电机的转动速度及电机转子位置， 目前使用的变频器的传感器基本上都是以生产厂商的接口为准，这些接口应用 于小功率、低压的工业控制过程中没有太大问题。但是，如果应用在高压大功率的强干扰场合，就会出现很多问题。例如信号的稳定性差、抗干扰能力差、 传输距离近，传输误码率高等，这样就造成变频器的工作可靠性大打折扣。现在变频器的通用传感器是编码器 一种用于速度控制或位置控制系统的 检测元件，例如光电编码器通过光电转换将电机转子上的机械几何位移量转 换成脉沖或数字量，以便向变频器的主控制装置反映该电机的运转速度及其转 轴的位置信息。这种编码器的接口有两个 一个是以差分输出的速度信号，另 一个是位置信息，接口信息采用串行或并行信号输出。其中并行信号在长距离 传输时，所占用的空间体积之大及其成本之高都是设计人员必须考虑的问题， 另外，上述接口还存在下述共性问题抗干扰能力差，传输距离短，速度慢， 误码率高，实时性差等，尤其是在周围环境有非常强的电磁干扰和电磁辐射的 高压大功率变频器的恶劣工作条件下，传统的传感器基本处于瘫痪而无法正常 工作。因此，现在急需研发一种能够很好地解决上述问题的传感器信号反馈装 置，以便使得高性能、高可靠性的高压大功率变频器的特性得以体现出来。这 个紧迫课题也就自然地成为业内技术人员关注的热点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种高压变频器的传感器信号反馈装置， 该装置能够很好地解决现有传感器产品用于高压变频器时存在有传输可靠性 差、传输距离短、响应速度慢和体积大等各种问题，以满足高压大功率变频器 的智能调速控制技术的需要。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种高压变频器的传感器信号反馈装置，其特征在于该装置的控制电路包括对来自传感器的输入信号进行增强纠错 能力和并串转换处理的现场可编程门阵列FPGA芯片、将该FPGA芯片的输出 信号传输到主控装置的光纤和/或差分双绞线，以及对输入信号进行纠错校验和 串并转换处理的、采用FPGA芯片组成的主控装置的接口电路。该装置的控制电路还包括顺序连接的传感器输入信号的接口电路、信号 整形电路，该信号整形电路的输出连接至进行增强纠错能力和并串转换处理的 FPGA芯片的输入端，该FPGA芯片设有两条输出电路 一条通过功率放大器 和光纤驱动器将输出信号经由光纤连接送至主控装置接口电路，另一条则通过 光电耦合器和差分驱动器经由差分双绞线将信号送至主控装置接口电^各。所述FPGA芯片的输出电路是根据高压变频器的现场实际状况选择其中一 条或两条进入工作状态作为无源光信号的光纤传输适用于速度高、传输距离 长、或不受电磁干扰的场合；差分双绞线的传输特点是成本低、距离长、防干 扰效果好，适用于数据传输速率要求不高的场合。该装置的控制电路设有两组电源，其中一组电源用于对光电耦合器的输出 端电路和对外输出差分信号的差分驱动器供电，另 一组电源用于对输入信号接 口电路、信号整形电路、FPGA芯片、功率放大器、光纤驱动器和光电耦合器 的输入端电路供电。所ii^H专感器输入信号进行增强纠错能力和并串转换处理的FPGA芯片内 控制逻辑的电路结构包括顺序连接的数据锁存模块、数据校验模块、数据编码 模块、对数据进行并串转换的输出模块，以及数据校验模块和时钟电路；其中数据校验模块接收数据编码模块的输出，在对输入的编码数据进行添加纠错校验信息处理后，其输出信号连接至进行并串转换的输出模块；时钟电路的输出分别连 接至数据锁存模块、数据校验模块、数据编码模块和并串转换的输出模块。所述数据校验模块对输入的编码数据进行的添加纠错校验信息是添加奇偶 校验CRC信息。所述主控装置的接口电路的FPGA芯片内控制逻辑的电路结构包括顺序连 接的对数据进行串并转换的输入接口模块、数据解码模块、数据锁存和输出模块， 以及数据校验模块和时钟电路；其中数据校验模块接收数据解码模块的输出，在 对输入的解码数据进行纠错校验处理后，其输出信号连接至数据锁存和输出模 块；时钟电路的输出分别连接至串并转换的输入接口模块和数据解码模块。本专利技术高压变频器的传感器信号反馈装置技术上的最大特点是电路处理结 构和器件的创新利用专用集成电路ASIC中集成度最高的一种现场可编程门 阵列FPGA芯片构建控制电路。众所周知，FPGA芯片提供了最高的逻辑密度、最丰富的特性和最高的性 能。现在的FPGA器件已经能够提供高达8百万"系统门"(相对逻辑密度)， 这种先进器件的内部控制逻辑模块和I/O模块可以实现CPU性能的模拟，还提 供大容量存储器、时钟管理系统等特性，用于实现用户的控制逻辑。用户也可 以将对FPGA的编程数据放在Flash芯片中，通过上电加载到FPGA中，再对 其进行初始化。也可在线对其编程，实现系统在线重构，该特性可构建一个根 据不同计算任务而实时定制的CPU,因此，FPGA的广泛应用已经成为当今研 究的热门领域从数据处理和存储、直到仪器仪表、电信和数字信号处理等。随着微电子技术的迅速发展，FPGA芯片的另一特点是售价已大大降低 仅仅数年前，最大规模的FPGA器件也仅为数万系统门，工作速度只有40 MHz， 且相对较贵，当时最先进的FPGA器件大约要150美元。然而，今天具有最先 进特性的FPGA可以提供百万门的逻辑容量、工作在300MHz，还提供更高水 平的集成特性(如处理器和存储器)的芯片，其成本已经低至不到IO美元。本专利技术创新地将FPGA芯片应用于高压变频器的传感器信号反馈装置，使得该装置控制电路结构简单、工作可靠、功能强大、成本低廉，抗干扰能力强， 传输速度快，传输距离长，误码率低。完全解决了原来装置存在的传输可靠性 差、抗干扰性能低、传输距离短、响应速度慢和体积大等各种问题，能够充分 满足高压大功率变频器的智能调速控制技术的需要，具有很好的推广应用前景。附图说明图1是本专利技术高压变频器的传感器信号反馈装置工作原理或流程方框图。图2是本专利技术高压变频器传感器信号反馈装置的传感器安装位置示意图。 图3是本专利技术高压变频器的传感器信号反4贵装置的控制电路结构组成方框图。 图4是本专利技术高压变频器的传感器信号反馈装置中传感信号接收板上的FPGA芯片内部控制逻辑方框图。图5是本专利技术高压变频器的传感器信号反馈装置中经由线缆传送接收串行数据传感信号的主控装置接口电路FPGA芯片内部控制逻辑方框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术作 进一步的详细描述。参见图1，本专利技术是一种高压变频器的传感器信号反馈装置，其控制电路 (图中用实线框出)主要包括对来自电机传感器的输入信号进行增强纠错能 力和并串转换处理的现场可编程门阵列FPGA芯片、将该FPGA芯片的输出信 号传输到主控装置的光纤和/或差分双绞线，以及对输入信号进行纠l昔校验和串 并转换处理的、釆用FPGA芯片组成的主控装置的接口本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高压变频器的传感器信号反馈装置，其特征在于：该装置的控制电路包括：对来自传感器的输入信号进行增强纠错能力和并串转换处理的现场可编程门阵列ＦＰＧＡ芯片、将该ＦＰＧＡ芯片的输出信号传输到主控装置的光纤和／或差分双绞线，以及对输入信号进行纠错校验和串并转换处理的、采用ＦＰＧＡ芯片组成的主控装置的接口电路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杜心林，沈士军，
申请(专利权)人：北京合康亿盛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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