一种通用变频器实时数据采集和脉冲分配系统技术方案

本实用新型专利技术提供的通用变频器实时数据采集和脉冲分配系统，包括通用变频器控制单元、光纤通讯板和脉冲分配板；脉冲分配板将各个传感器采集的模拟信号转换为串行的数字信号后经过光纤传送给光纤通讯板；光纤通讯板将串行的数字信号转换为并行数字信号发送给通用变频器控制单元，通用变频器控制单元对并行数字信号进行算法运算，产生ＰＷＭ控制脉冲；通用变频器控制单元将ＰＷＭ控制脉冲、ＤＡ保护门槛值和控制命令发送给光纤通讯板；光纤通讯板将控制命令、ＤＡ保护门槛值和ＰＷＭ控制脉冲转换为串行信号经过光纤发送给脉冲分配板；脉冲分配板将ＰＷＭ控制脉冲的串行信号转换为并行信号后输出给功率驱动单元。该系统布线简单，并且抗干扰能力强。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力电子
，特别涉及一种通用变频器实时数据采集和脉 冲分配系统。
技术介绍
随着电力电子技术和变频调速技术的进步，通用变频器的应用越来越广泛。通用 变频器具有节能效果显著、调速比宽和应用领域广泛的优点。通用变频器的实时数据采集和脉冲分配系统包括输入输出电压和电流的采集、故 障状态的采集、PWM控制脉冲的输出、DA保护门槛值的输出等。下面结合图1介绍目前通用变频器的实时数据采集和脉冲分配系统的组成。各个传感器102将实时采集的模拟信号传送给通用变频器控制单元101，通用变 频器控制单元101对所述信号进行滤波、比例调理和AD转换，然后进行算法运算；同时通用 变频器控制单元101将产生的PWM控制脉冲通过并行总线发送给脉冲分配板103。另外，现 有技术中通用变频器控制单元101还需要为各个传感器102进行供电。以上这种数据交互方式需要采用硬连线把模拟量和PWM控制脉冲在机箱内长距 离传输，容易受到机箱内强电信号的干扰，因此，目前这种结构抗干扰能力较差，并且并行 传输布线复杂。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种通用变频器实时数据采集和脉冲分配 系统，具有较好的抗干扰能力，并且布线简单。本技术提供一种通用变频器实时数据采集和脉冲分配系统，包括通用变频 器控制单元、光纤通讯板和脉冲分配板；所述脉冲分配板将各个传感器采集的模拟信号转换为串行的数字信号后经过光 纤传送给所述光纤通讯板；所述光纤通讯板将所述串行的数字信号转换为并行数字信号发送给所述通用变 频器控制单元，所述通用变频器控制单元对所述并行数字信号进行算法运算，产生PWM控 制脉冲；所述通用变频器控制单元将所述PWM控制脉冲、DA保护门槛值和控制命令发送给 所述光纤通讯板；所述光纤通讯板将控制命令、DA保护门槛值和所述PWM控制脉冲转换为串行信号 经过光纤发送给所述脉冲分配板；所述脉冲分配板将PWM控制脉冲的串行信号转换为并行信号后输出给功率驱动单元。优选地，所述光纤通讯板包括光纤收发接口、现场可编程阵列和并行总线；所述现场可编程阵列将来自光纤收发接口的串行信号转换为并行信号后通过所4述并行总线发送给所述通用变频器控制单元，又将通过所述并行总线来自所述通用变频器 控制单元的并行信号转换为串行信号后依次通过所述光纤收发接口和光纤发送给所述脉 冲分配板。优选地，当所述脉冲分配板为逆变脉冲控制板时，包括第一光纤接口、可编程逻辑 器件、ADC、DAC、滤波和比例电路、比较电路、滤波调整电路和第二光纤接口 ；所述滤波和比例电路对来自传感器的三相逆变电流进行滤波和比例调理后发送 至所述ADC ；所述ADC将调理后的三相逆变电流转换为数字信号发送至所述可编程逻辑器件； 所述可编程逻辑器件将三相逆变电流的数字信号转换为串行信号；所述滤波调整电路将通过第二光纤接口反馈的脉冲反馈信号进行调理后发送给 所述可编程逻辑器件；所述可编程逻辑器件将所述串行信号、调理后的脉冲反馈信号及逆变模块的故障 信息通过第一光纤接口和光纤发送给光纤通讯板；所述可编程逻辑器件将来自光纤通讯板的PWM控制脉冲转换为并行信号后依次 经过滤波调整电路和第二光纤接口发送给功率驱动单元；所述可编程逻辑器件将来自通用变频器控制单元的逆变过流数字保护门槛值进 行串并转换，然后发送至DAC进行数模转换，DAC将转换后的模拟保护门槛信号发送至比较 电路，比较电路将所述模拟保护门槛信号和采集的三相逆变电流进行比较产生逆变过流信号。优选地，当所述脉冲分配板为斩波脉冲控制板时，包括第一光纤接口、可编程逻辑 器件、ADC、DAC、滤波和比例电路、比较电路、滤波调整电路和第二光纤接口 ；所述滤波和比例电路对来自传感器的三路斩波电流进行滤波比例调理后发送至 所述ADC进行模数转换；所述ADC将转换后的数字三路斩波电流发送至所述可编程逻辑器件进行并串转 换；所述滤波调整电路将通过第二光纤接口反馈的脉冲反馈信号进行调理后发送给 所述可编程逻辑器件；所述可编程逻辑器件将转换后的串行三路斩波电流、调理后的脉冲反馈信号及斩 波模块的故障信息依次通过第一光纤接口和光纤发送给光纤通讯板；所述可编程逻辑器件将来自光纤通讯板的斩波控制脉冲转换为并行信号后依次 经过滤波调整电路和第二光纤接口发送给功率驱动单元；所述可编程逻辑器件将来自通用变频器控制单元的斩波过流数字保护门槛值进 行串并转换，然后发送至DAC进行数模转换，DAC将转换后的模拟保护门槛信号发送至比较 电路，比较电路将所述模拟保护门槛信号和采集的斩波电流进行比较产生斩波过流信号。优选地，当所述脉冲分配板为整流脉冲控制板时，包括第一光纤接口、微处理器、 ADC、DAC、滤波比例电路、比较电路和调理驱动电路；所述滤波比例电路对来自传感器的网侧电压和网侧电流进行滤波和比例调理后 发送至所述ADC;所述ADC将调理后的网侧电压和网侧电流转换为数字信号发送至所述微处理器；所述微处理器将网侧电压和网侧电流的数字信号转换为串行信号依次通过第一 光纤接口、光纤和光纤通讯板发送给通用变频器控制单元；通用变频器控制单元由所述网 侧电压和网侧电流进行算法运算，产生整流脉冲，将整流脉冲依次经过所述光纤通讯板、光 纤和第一光纤接口发送给所述微处理器；所述微处理器将整流脉冲进行串并转换，然后经 过调理驱动电路发送给功率驱动单元；所述通用变频器控制单元将网侧过流的保护门槛值依次通过所述光纤通讯板和 第一光纤接口发送给所述可编程逻辑器件进行串并转换；所述可编程逻辑器件将转换后的 并行信号发送给DAC进行数模转换，DAC将转换后的模拟保护门槛值发送至比较电路，比较 电路将所述保护门槛值和采集的网侧电流进行比较产生网侧过流信号。优选地，当所述脉冲分配板为接地检测板时，包括第一光纤接口、可编程逻辑器 件、ADC、DAC、滤波比例电路和比较电路；滤波比例及比较电路将来自传感器的中间直流电流、中间直流电压和半中间电压 进行调理后发送给所述ADC进行数模转换；所述ADC将转换后的数字中间直流电流、中间直流电压和半中间电压发送给所述 可编程逻辑器件进行并串转换；所述可编程逻辑器件将转换后的串行信号依次通过所述第一光纤接口和光纤通 讯板发送给所述通用变频器控制单元；所述通用变频器控制单元将接地故障的保护门槛值、中间直流过流的保护门槛值 和中间电压过压的保护门槛值依次通过所述光纤通讯板和第一光纤接口发送给所述可编 程逻辑器件进行串并转换；所述可编程逻辑器件将转换后的并行信号发送给DAC进行数模 转换，DAC将转换后的模拟保护门槛值发送至比较电路，比较电路将所述保护门槛值和采集 的信号进行比较产生过压过流和接地故障信号。与现有技术相比，本技术具有以下优点该通用变频器实时数据采集和脉冲分配系统包括通用变频器控制单元、光纤通讯 板和脉冲分配板；通用变频器控制单元和脉冲分配板之间通过光纤进行通信，并且互相之 间交互的是串行的数字信号，由于光纤通过光信号进行串行数据传输，抗干扰能力强，并且 串行传输布线简单，因此，可以消除现有技术中采用硬连线传输模拟信号和PWM并行脉冲 信号带来的缺点。附图说明图1是现有技术中通用变频器实时数据采集和脉冲分配系统结构图；图2是本技术提供的通用变频器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通用变频器实时数据采集和脉冲分配系统，其特征在于，包括：通用变频器控制单元、光纤通讯板和脉冲分配板；　　所述脉冲分配板将各个传感器采集的模拟信号转换为串行的数字信号后经过光纤传送给所述光纤通讯板；　　所述光纤通讯板将所述串行的数字信号转换为并行数字信号发送给所述通用变频器控制单元，所述通用变频器控制单元对所述并行数字信号进行算法运算，产生ＰＷＭ控制脉冲；　　所述通用变频器控制单元将所述ＰＷＭ控制脉冲、ＤＡ保护门槛值和控制命令发送给所述光纤通讯板；　　所述光纤通讯板将控制命令、ＤＡ保护门槛值和所述ＰＷＭ控制脉冲转换为串行信号经过光纤发送给所述脉冲分配板；　　所述脉冲分配板将ＰＷＭ控制脉冲的串行信号转换为并行信号后输出给功率驱动单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁荣军，罗云飞，苗亚，武彬，
申请(专利权)人：株洲南车时代电气股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]