含有带可选择同步和通信的集成串行接口的马达控制器制造技术

本发明专利技术公开了带有具有可选择的同步和通信的集成串行接口的马达控制器。在一个实施例中，提供了马达驱动器，该马达驱动器包括控制板和多个选择板，该选择板被配置用于经由一个或者更多个串行接口与控制板进行通信，其中该一个或者更多个串行接口被配置用于传输来自各个选择板的一个或者更多个同步信号。一种操作马达驱动器的方法，其包括通过一个或者更多个串行接口在控制板和多个选择板之间传输数据，其中使来自各个选择板的数据传输与多个选择板同步。还提供了实现该方法的实体机器可读介质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及功率电子器件领域，并且尤其涉及用于马达控制驱动器的硬件体系结构，以提供用于马达和过程的通信和控制的接口。
技术介绍
存在针对功率电子器件的广泛种类的应用，诸如开关器件和系统。在这种系统中， 可针对广泛的功能性来组合和互连多个部件。例如，在传统的开关装置应用(诸如马达驱 动器)中，一般提供将功率连同网络信号、传感器输入和执行器输出等发送(route)入其 中的外壳。外壳内的部件与外部电路互连，并且可以彼此互连以提供控制、监视、电路保 护以及许多其它功能。然而，这种传统途径需要相当多数量的各导体的终端、导体的布线 (routing)和各种部件的支架等。 在其他类型的封装中，部件可在支架区域或者机架中彼此相关联，该支架区域或 者机架电耦合到总线用于将功率发送到各个部件。可在传统的马达控制驱动器中找到这种 类型的封装的示例，其中安装并且经由线束和线缆等彼此互连了各种控制、监视和保护电 路。在其它应用中，尤其是在功率水平低得多的应用中，向可以耦合部件(诸如经由插入式 连接)的应用提供"背板"已经变成了传统。目前这种背板在整个工业应用中使用，例如用 于向并从可编程逻辑控制器以及计算机部件和外设等提供数据和控制信号。通过该背板可 以容易地发送数据和控制信号，从包括大量接口部件的整个系统易于装配、替换、服务和扩 展的角度来看，这种背板的使用呈现了充分的优势。 然而，对于使用接收任意数量的信号的多个部件的背板来说，这种信号向马达控 制驱动器的发送和定时可能对硬件和软件提出了挑战。发信号必须用以下方式操作使得 每个信号足够快地到达马达控制器驱动的主处理单元并可以被处理，以保证及时响应。另 外，在需要多个马达同步的场合，多个马达和传感器的信号的同步也提出了额外的挑战。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于马达驱动器的配置和管理以及这种驱动器的信号同步的 新途径。该途径包括马达驱动器，该马达驱动器具有控制板以及经由背板物理上连接到马 达驱动器的一个或者更多个选择板。选择板可经由一个或者更多个串行接口上的一个或者 更多个同步中断来与控制板进行通信。每个串行接口可包括具有第一中断的第一通道和具 有第二中断的第二通道。 支持所有进行本专利技术的这些功能和其它功能的方法、器件和计算机程序用于。 附图说明 当参考附图阅读以下的详细描述时，本专利技术的这些特征和其它特征、特点和优势 将变得更好理解，在整个附图中，相同的字符表示相同的部分，其中 图1是根据本专利技术的实施例的马达驱动器的透视 图2是根据本专利技术的实施例的马达驱动器系统的框图； 图3是根据本专利技术的实施例的图2的功率电子开关电路的示意图； 图4是根据本专利技术的实施例的控制过程的多个马达和驱动器的框图； 图5是根据本专利技术的实施例的仓和背板的透视图； 图6是根据本专利技术的实施例的图5的仓和背板的剖面透视图； 图7-10是根据本专利技术的实施例的配置用来和图5和6的仓和背板一起使用的选择板的透视图； 图11是根据本专利技术的实施例的示出在控制板和各个选择板之间的连接的框图； 图12描绘了根据本专利技术的实施例利用"控制事件"信号和"系统事件"信号用于 控制板和选择板的同步操作的中断表； 图13描绘了根据本专利技术的实施例使用概要用于操作控制板和选择板的过程； 图14和15描绘了根据本专利技术的实施例用于配置控制板和选择板的用户界面的屏 幕截图；以及 图16是马达驱动器对的图解表示，示出了可如何将多个驱动器同步下降到功能 电路水平。具体实施例方式现在以图1开始，描绘了马达驱动器100的透视图。在一个实施例中，马达驱动器 可以是由威斯康星州密尔沃基的罗克韦尔自动化制造的PowerFlex驱动器。驱动器100可 包括外壳102，外壳102在驱动器100的一个或者更多个面上具有冷却通风孔104。为了便 于与马达驱动器100相互作用，驱动器100可包括人机界面(HMI) 106。 HMI 106可包括显 示器108，诸如LCD(液晶显示器)或者其他显示器以及允许用户进行输入的键盘110。另 外，HMI 106是可移动的并且可对接在外壳102中的插座114中。 如下文进一步描述的，马达驱动器用于接收来自电源(诸如电网)的三相功率并 且用于将恒定频率的输入功率转化成受控频率的输出功率。马达驱动器ioo可管理到负载 (通常包括各种机器或者马达)的电功率的两种应用。驱动器也可收集来自负载，或者来自 与负载或分离了负载的机器系统相关联的各种传感器的数据。这种数据可在监视和控制功 能中使用，并且可包括诸如电流、电压、速度、转速、温度和压力等的参数。马达驱动器100 可与在负载的操作和控制中使用的多种部件或者器件(未示出)相关联。包含在马达驱动 器100内的示例性器件是马达起动器、过载继电器、断路器以及固态马达控制器件(诸如可 变频率驱动器和可编程逻辑控制器等)。如下文进一步讨论的，马达驱动器100通过增加安 装在马达驱动器100内的背板中的选择板可以包括可扩展功能。另外，马达驱动器100可 与其它马达驱动器结合使用，以使得多个马达驱动器可用于控制一个或者更多个过程。同 样如下文讨论的，同步了驱动器内的功能，并且驱动器(及其内部功能)可与整体机器系统 中的其它驱动器同步。 图2是示出系统200中的驱动器100和其他器件的各种内部部件的框图200。例 如，驱动器100可包括控制电路202、驱动器电路204和功率电子开关电路206。功率电子 控制电路206可接受三相功率212，并且向马达216输出三相功率214。为了便于马达驱动 器100的控制，可将远程控制监视器208连接到马达驱动器100。另外，也可将其它驱动器210连接到马达驱动器100和远程控制监视器208(诸如经由网络)。可经由这种网络连 接来进行驱动器的远程控制和监视功能以及协调操作。另外，这种网络和网络连接可基于任何已知的或者随后开发的标准，包括标准工业协议、以太网协议、互联网协议和无线协议等。 如下文进一步讨论的，根据本专利技术的实施例，控制电路202和驱动器电路204可包 括控制电路板和各种可选功能电路，可选功能电路在这里被称作"选择板"。驱动器电路204 向功率电子开关电路206的开关发信号，以迅速地闭合和打开，导致横跨输出端218、220和 222的三相波形输出。通过控制电路202控制驱动器电路204，控制电路202可自主操作或 者可通过网络对来自远程控制监视器208的命令输入进行响应。类似地，可经由控制电路 协调驱动器电路和其它驱动器的操作。可通过控制电路实施许多不同的控制方案和功能， 并且可将针对这种操作的程序存储在控制板上，诸如用于闭环速度控制、闭环扭矩控制，诸 如此类。 图3是功率电子开关电路206的示意图。如上所述，功率电子开关电路将通常接 收三相功率214(诸如来自电网)作为输入。三相电源电耦合到向整流电路232提供恒定 频率的三相AC功率的一组输入端226、228和230。整流电路232包括诸如进行三相电压波 形的全波整流的二极管234的部件。在整流之后，组合所有相的输入功率，以向DC总线的 低压侧236到高压侧238提供DC功率。电感器240可耦合到DC总线的高压和低压侧并且 用作平滑整流的DC电压波形的扼流器。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种马达驱动器，其包括：控制电路；与所述控制电路分开得到支持并且彼此相互分开得到支持的多个功能电路；以及多个专用串行接口，在所述控制电路与每个相应的功能电路之间耦合有专用串行接口，所述多个专用串行接口用于从所述功能电路至所述控制电路的同步数据通信。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿兰J坎贝尔，约翰霍华德施蒂德曼，
申请(专利权)人：洛克威尔自动控制技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]