变频器控制系统及其使用方法、设备技术方案

本发明专利技术公开了一种变频器控制系统及其使用方法、设备，其中变频器控制单元与功率单元通过光纤按以太网连接方式构成通信网络，变频器控制单元在根据各功率单元发送的数据包到达时间确定各功率单元和控制单元的晶振时钟偏差并修正后，根据修正后的晶振时钟发出总线控制数据包；功率单元基于接收/应答的方式通过以太网向变频器控制单元传输反馈信号。采用本发明专利技术，解决了控制单元与功率单元的强电弱电隔离的问题，解决了器件成本高难替换的问题，解决了反馈信号受传输速度限制无法传输大量信息的问题。

【技术实现步骤摘要】
变频器控制系统及其使用方法、设备
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种变频器控制系统及其使用方法、设备。
技术介绍
目前变频器的控制系统中，变频器控制单元产生的PWM（PulseWidthModulation，脉冲宽度调制）触发脉冲通过驱动电路控制IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管）功率器件的高速导通和截止，触发信号通过模拟信号光耦隔离或者光纤脉冲传输，同时功率器件内部的反馈信号也通过模拟或者光纤的方式反馈到控制系统。专利技术人在实现本专利技术的过程中，发现目前的这种控制器架构，存在以下几种问题：1、使用模拟信号传输，强电弱电隔离电路复杂，信号传输易受干扰，对于大功率并联运行的变频器，多个功率单元的并联会使控制单元和功率单元之间的连线复杂程度显著增加，系统稳定性降低，单个功率单元故障很有可能通过连线波及到其他正常运行的功率单元。2、使用光纤信号传输虽然解决了强电弱电隔离和信号干扰问题，其基本原理是由控制单元产生触发信号，转为光信号以后经光纤传输至功率单元，再转为电信号触发IGBT元件，但是所使用的相关元件多为专用芯片造价高，可替换性差，易因相关芯片停产而无法使用，同时反馈信号也因为器件速度问题，无法迅速的反馈大量信息。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种变频器控制系统及其使用方法、设备，用以解决现有技术中控制单元与功率单元的强电弱电隔离、器件成本高难替换以及无法传输大量信息的问题。本专利技术实施例提供的变频器控制系统，包括：变频器控制单元与至少一个功率单元，其中：变频器控制单元与功率单元通过光纤按以太网连接方式构成通信网络。本专利技术实施例中还提供了变频器控制系统的使用方法，该方法包括：变频器控制单元确定各功率单元发送的数据包到达时间；变频器控制单元根据各功率单元发送的数据包到达时间，确定各功率单元和控制单元的晶振时钟偏差并修正；变频器控制单元根据修正后的晶振时钟发出总线控制数据包。一个实施例中，所述变频器控制单元确定各功率单元发送的数据包到达时间，包括：变频器控制单元使用CPU（CenterProcessingUnit，中央处理器）或MCU（MicroControlUnit，微控制单元）的中断系统确定各功率单元发送的数据包到达时间。一个实施例中，该方法进一步包括：变频器控制单元在设定的固定时刻同时开启各功率单元对应的IGBT。一个实施例中，变频器控制单元的定时精度在10us内。本专利技术实施例中还提供了变频器控制系统的使用方法，该方法包括：功率单元接收变频器控制单元通过以太网向功率单元传输的总线控制数据包；功率单元基于接收应答的方式通过以太网向变频器控制单元传输反馈信号。本专利技术实施例中还提供了变频器控制系统的使用方法，该方法包括：变频器控制单元在根据各功率单元发送的数据包到达时间确定各功率单元和控制单元的晶振时钟偏差并修正后，根据修正后的晶振时钟发出总线控制数据包；功率单元基于接收应答的方式通过以太网向变频器控制单元传输反馈信号。本专利技术实施例中还提供了变频器控制系统中的变频器控制单元，其特征在于，包括：时间确定模块，用于确定各功率单元发送的数据包到达时间；偏差及修正模块，用于根据各功率单元发送的数据包到达时间，确定各功率单元和控制单元的晶振时钟偏差并修正；数据包发送模块，用于根据修正后的晶振时钟发出总线控制数据包。一个实施例中，时间确定模块进一步用于使用CPU或MCU的中断系统确定各功率单元发送的数据包到达时间。一个实施例中，该变频器控制单元进一步包括：IGBT开启模块，用于在设定的固定时刻同时开启各功率单元对应的IGBT。一个实施例中，IGBT开启模块进一步用于设定定时精度在10us内。本专利技术实施例中还提供了变频器控制系统中的功率单元，包括：接收模块，用于接收变频器控制单元通过以太网向功率单元传输的总线控制数据包；反馈模块，用于基于接收应答的方式通过以太网向变频器控制单元传输反馈信号。本专利技术实施例中还提供了变频器控制系统中的控制设备，包括：变频器控制单元，用于在根据各功率单元发送的数据包到达时间确定各功率单元和控制单元的晶振时钟偏差并修正后，根据修正后的晶振时钟发出总线控制数据包；功率单元，用于基于接收应答的方式通过以太网向变频器控制单元传输反馈信号。本专利技术实施例中，由于控制单元与功率单元是通过光纤构成的通信网络进行通信的，因此解决了控制单元与功率单元的强电弱电隔离的问题。由于控制单元与功率单元是按以太网连接方式构成通信网络的，而在按以太网连接方式构成通信网络时，元器件、设备均可选用标准件，因此解决了器件成本高难替换的问题。由于控制单元与功率单元是通过以太网进行通信的，因此，在传输反馈信号时，按照以太网协议进行传输，解决了反馈信号受传输速度限制无法传输大量信息的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本专利技术实施例中按以太网星形连接的变频器控制系统结构示意图；图2为本专利技术实施例中按以太网总线型连接的变频器控制系统结构示意图；图3为本专利技术实施例中按以太网点对点连接的变频器控制系统结构示意图；图4为本专利技术实施例中变频器控制单元侧的变频器控制系统的使用方法实施流程示意图；图5为本专利技术实施例中功率单元侧的变频器控制系统的使用方法实施流程示意图；图6为本专利技术实施例中变频器控制系统的使用方法实施流程示意图；图7为本专利技术实施例中变频器控制系统中的变频器控制单元结构示意图；图8为本专利技术实施例中变频器控制系统中的功率单元结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。本专利技术实施例中提供一种通信网络，还分别提供在该网络下的变频器控制单元侧与功率单元侧、以及该通信网络的使用方法。在说明过程中，将分别从变频器控制单元侧与功率单元侧的实施进行说明，但这并不意味着二者必须配合实施，实际上，当变频器控制单元侧与功率单元侧分开实施时，其也各自解决变频器控制单元侧、功率单元侧的问题，只是二者结合使用时，会获得更好的技术效果；而实施例中也提供了变频器控制单元与功率单元在变频器控制系统的实施方式。下面进行说明。本专利技术实施例中的变频器控制系统包括：变频器控制单元与至少一个功率单元，其中：变频器控制单元与功率单元通过光纤按以太网连接方式构成通信网络。图1为本专利技术实施例中按以太网星形连接的变频器控制系统结构示意图，图2为本专利技术实施例中按以太网总线型连接的变频器控制系统结构示意图，图3为本专利技术实施例中按以太网点对点连接的变频器控制系统结构示意图。在图1、图2和图3中，变频器控制单元和功率单元1～N均通过以太网卡、光纤PHY（PhysicsLayer，物理层）向外以光纤进行连接，图1中各功率单元均通过交换机连接至变频器控制单元，图2中各功率单元通过总线连接至变频器控制单元，图3中功率单元直接与变频器控制单元连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频器控制系统，其特征在于，包括：变频器控制单元与至少一个功率单元，其中：变频器控制单元与功率单元通过光纤按以太网连接方式构成通信网络。

【技术特征摘要】
1.一种变频器控制系统，其特征在于，包括：变频器控制单元与至少一个功率单元，其中：变频器控制单元与功率单元通过光纤连接，并按以太网连接方式构成通信网络；变频器控制单元确定各功率单元发送的数据包到达时间；变频器控制单元根据各功率单元发送的数据包到达时间，确定各功率单元和变频器控制单元的晶振时钟偏差并修正；变频器控制单元根据修正后的晶振时钟发出总线控制数据包；所述变频器控制单元确定各功率单元发送的数据包到达时间，包括：变频器控制单元使用中央处理器CPU或微控制单元MCU的中断系统确定各功率单元发送的数据包到达时间；变频器控制单元在设定的固定时刻同时开启各功率单元对应的绝缘栅双极型晶体管IGBT；变频器控制单元的定时精度在10us内。2.一种如权利要求1所述变频器控制系统的使用方法，其特征在于，包括：变频器控制单元确定各功率单元发送的数据包到达时间；变频器控制单元根据各功率单元发送的数据包到达时间，确定各功率单元和变频器控制单元的晶振时钟偏差并修正；变频器控制单元根据修正后的晶振时钟发出总线控制数据包；所述变频器控制单元确定各功率单元发送的数据包到达时间，包括：变频器控制单元使用中央处理器CPU或微控制单元MCU的中断系统确定各功率单元发送的数据包到达时间；所述变频器控制系统的使用方法，进一步包括：变频器控制单元在设定的固定时刻同时开启各功率单元对应的绝缘栅双极型晶体管IGBT；变频器控制单元的定时精度在10us内。3.一种如权利要求1所述变频器控制系统的使用方法，其特征在于，包括：功率单元接收变频器控制单元通过以太网向功率单元传输的总线控制数据包；功率单元基于接收应答...

【专利技术属性】
技术研发人员：于洋，岳淳，毛伟，闫向峰，王俊成，刘东，曹桂水，
申请(专利权)人：北京京诚瑞达电气工程技术有限公司，中冶京诚工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：