一種低壓大功率變頻器的并機(jī)裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種低壓大功率變頻器的并機(jī)裝置，兩臺相同功率的低壓變頻器其中一臺作為主機(jī)、另一臺作為從機(jī)，主、從機(jī)的三相輸入電源并聯(lián)與電源進(jìn)線連接，直流母線端子一一對應(yīng)連接，變頻器的輸出端分別接一臺相同型號的輸出電抗器，各輸出電抗器的輸出端并聯(lián)后再接負(fù)載電機(jī)；主、從機(jī)各有一塊光纖板，光纖板上有帶CAN接口和SCI接口的單片機(jī)和光纖收發(fā)器，主、從機(jī)光纖板上的光纖收發(fā)器一一對應(yīng)，之間采用單片機(jī)進(jìn)行SCI串口通信，光纖板與本機(jī)控制板間采用CAN通信。主機(jī)接收從機(jī)的信息后實現(xiàn)整機(jī)的變頻控制算法，調(diào)制的PWM脈沖波和從機(jī)的故障信號通過光纖板上的光纖收發(fā)器進(jìn)行傳輸，以縮短傳輸時間，確保主、從機(jī)IGBT驅(qū)動的同步性和故障處理的實時性。
【專利說明】一種低壓大功率變頻器的并機(jī)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種變頻器擴(kuò)容技術(shù)，具體涉及一種低壓大功率變頻器的并機(jī)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在國內(nèi)通用低壓傳動市場上，由于受到功率開關(guān)器件的容量限制，多數(shù)變頻器生產(chǎn)廠家只生產(chǎn)400KW以下機(jī)型，導(dǎo)致單臺變頻器的容量受限，對于低壓大功率變頻器(430KW-800KW)的實現(xiàn)，可以采用并機(jī)技術(shù)，通過多臺變頻器并機(jī)擴(kuò)容，不僅可以充分利用新型IGBT開關(guān)器件的優(yōu)勢，節(jié)約成本，減少系統(tǒng)體積，降低噪聲，還可以提高系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)速度。
[0003]但變頻器并機(jī)必須要解決以下問題:
[0004]1、并機(jī)時，主、從機(jī)的頻率、相位、幅度必須達(dá)到一致或小于容許誤差，否則會引起系統(tǒng)不穩(wěn)定或各逆變單元間產(chǎn)生環(huán)流。
[0005]2、并機(jī)時，主、從機(jī)輸出必須保持一致，否則，頻率微弱差異的積累將造成系統(tǒng)輸出幅度的周期性變化和波形畸變，相位不同使輸出幅度不穩(wěn)。
[0006]3、并機(jī)時，主、從機(jī)輸出均流要求高，均流包括有功和無功均流，即功率的平均分配包括有功功率和無功功率的平均分配。
[0007]4、并機(jī)時，故障保護(hù)除單臺變頻器故障保護(hù)外，當(dāng)均流或同步異常時，整個系統(tǒng)要有相應(yīng)的快速保護(hù)處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型的目的是針對上述并機(jī)過程中存在的問題，能縮短傳輸時間，確保主、從機(jī)IGBT驅(qū)動的同步性和故障處理的實時性的低壓大功率變頻器的并機(jī)裝置。
[0009]本實用新型目的的實現(xiàn)方式為，一種低壓大功率變頻器的并機(jī)裝置，選兩臺相同功率的低壓變頻器其中一臺作為主機(jī)、另一臺作為從機(jī)，主、從機(jī)的三相端子L1、L2、L3分別并聯(lián)后再與三相輸入輸入電源進(jìn)線連接；主、從機(jī)的直流母線端子P、N—一對應(yīng)連接，兩變頻器的輸出端分別接一臺相同型號的輸出電抗器，各輸出電抗器的輸出端并聯(lián)后再接負(fù)載電機(jī)；
[0010]主、從機(jī)各有一塊光纖板，光纖板上有帶CAN接口和SCI接口的單片機(jī)和光纖收發(fā)器，主、從機(jī)光纖板上的光纖收發(fā)器一一對應(yīng)；主、從機(jī)之間采用單片機(jī)進(jìn)行SCI串口通信，光纖板與主機(jī)控制板之間采用CAN通信，主、從機(jī)之間采用光纖板進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0011]本實用新型選兩臺相同功率的低壓變頻器，其中一臺作為主機(jī)、另一臺作為從機(jī)，主、從機(jī)的三相輸入電源并聯(lián)，直流母線端子對接，確保直流母線電壓穩(wěn)定，實現(xiàn)有功和無功的并聯(lián)。變頻器的輸出端分別接一臺相同型號的輸出電抗器，保證兩臺變頻器輸出功率平衡，各輸出電抗器的輸出端并聯(lián)后再接負(fù)載電機(jī)。主、從機(jī)各有一塊光纖板，光纖板上有帶CAN接口和SCI接口的單片機(jī)和光纖收發(fā)器,主、從機(jī)光纖板上的光纖收發(fā)器 對應(yīng)；主、從機(jī)之間采用單片機(jī)進(jìn)行SCI串口通信，光纖板與本機(jī)控制板之間采用CAN通信。從機(jī)傳送本機(jī)的輸出電流、輸出功率、輸出電壓、溫度、邏輯狀態(tài)信號等信息給主機(jī)，主機(jī)傳送邏輯使能信號給從機(jī)。
[0012]主機(jī)接收從機(jī)的信息后實現(xiàn)整機(jī)的變頻控制算法，調(diào)制的PWM脈沖波和從機(jī)的故障信號通過光纖板上的光纖收發(fā)器進(jìn)行傳輸，以縮短傳輸時間，確保主、從機(jī)IGBT驅(qū)動的同步性和故障處理的實時性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是主機(jī)光纖板結(jié)構(gòu)示意圖，
[0014]圖2是從機(jī)光纖板結(jié)構(gòu)示意圖，
[0015]圖3是本實用新型硬件部分連接圖。
【具體實施方式】
[0016]下面參照附圖詳述本實用新型。
[0017]本實用新型選兩臺相同功率的低壓變頻器其中一臺作為主機(jī)、另一臺作為從機(jī)。主、從機(jī)的三相輸入端子L1、L2、L3分別并聯(lián)后再與三相輸入電源進(jìn)線連接；主、從機(jī)的直流母線端子連接，即主機(jī)的直流母線正端子P接從機(jī)的直流母線正端子P，主機(jī)的直流母線負(fù)端子N接從機(jī)的直流母線負(fù)端子N，確保直流母線電壓穩(wěn)定，解決均流問題。變頻器的輸出端分別接一臺相同型號的輸出電抗器，各輸出電抗器的輸出端并聯(lián)后再接負(fù)載電機(jī)，保證兩臺變頻器輸出功率平衡。
[0018]參照圖1、圖2，主、從機(jī)光纖板有控制板連接座，電源板連接座，光纖收發(fā)器連接座和單片機(jī)串口收發(fā)連接座。發(fā)送光纖座型號是Agilent HFBR-1521,接收光纖座型號是Agilent HFBR-2521。
[0019]主、從機(jī)光纖收發(fā)器連接座的端口 I之間采用光纖連接，發(fā)送光纖器型號是Agilent HFBR-1521,接收光纖器型號是Agilent HFBR-2521。單片機(jī)串口收發(fā)連接座的端口 2之間也采用光纖座連接，發(fā)送光纖器型號是Agilent HFBR-1414/ST,接收光纖器型號是 Agilent HFBR-2412/ST。
[0020]控制板連接座的端口 4與控制板對接，電源板連接座端口 3與電源板對接，對接采用普通信號排線。
[0021]主、從機(jī)各有一塊光纖板，板上有帶CAN接口和SCI接口的單片機(jī)和光纖收發(fā)器，主、從機(jī)的光纖板大部分器件相同，只有一點區(qū)別，即光纖收發(fā)器發(fā)送和接收的個數(shù)不一樣。由于主機(jī)要傳送6路PWM脈沖波給從機(jī)，同時還要接收從機(jī)的I路故障合成信號，所以主機(jī)的光纖板有6個光纖發(fā)送器，I個光纖接收器，從機(jī)的光纖板有6個光纖接收器，I個光纖發(fā)送器。
[0022]主機(jī)使用的光纖板有6個光纖發(fā)送器Agilent HFBR-1521和I個光纖接收器Agilent HFBR-2521。從機(jī)的光纖板有6個光纖接收器Agilent HFBR-2521和I個光纖發(fā)送器Agilent HFBR-1521。主、從機(jī)各有一個發(fā)送光纖座Agilent HFBR-1414/ST, 一個接收光纖座 Agilent HFBR-2412/ST。
[0023]主機(jī)傳送6路PWM脈沖波給從機(jī)，其中I路Agilent HFBR-2521的光纖接收器，用于接收從機(jī)傳過來的故障信號，I路Agilent HFBR-2412/ST的通訊用光纖發(fā)送器,用于串口發(fā)送主機(jī)的邏輯使能信號，I路Agilent HFBR-1414/ST的通訊用光纖接收器，用于串口接收從機(jī)的采樣信息。從機(jī)接收6路PWM脈沖波，其中I路型號為Agilent HFBR-1521的光纖發(fā)送座，I路型號為Agilent HFBR-2412/ST的光纖發(fā)送座和I路型號為AgilentHFBR-1414/ST的光纖接收座，主、從機(jī)光纖板上的光纖收發(fā)器要一一對應(yīng)。
[0024]參照圖3，主、從機(jī)之間的直流母線P、N直接對接；三相輸出端U、V、W經(jīng)各自的輸出電抗器后再合并連接負(fù)載電機(jī)；在并機(jī)過程中，單臺變頻器的結(jié)構(gòu)和硬件不需改變，只需在各機(jī)的控制板旁邊增加一塊光纖板，原來單臺變頻器中控制板與電源板的信號連接排線要斷開，需經(jīng)過光纖板進(jìn)行信號中轉(zhuǎn)，控制板，電源板和光纖板的具體連接如上所述。主、從機(jī)之間采用單片機(jī)進(jìn)行SCI串口通信，光纖板與本機(jī)控制板之間采用CAN通信，主、從機(jī)之間采用光纖板進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。從機(jī)傳送本機(jī)的輸出電流、輸出功率、輸出電壓、溫度、邏輯狀態(tài)信號等信息給主機(jī)，主機(jī)傳送邏輯使能信號給從機(jī)。為了保持主、從機(jī)之間的驅(qū)動同步性，確保并機(jī)系統(tǒng)的頻率、相位、幅度一致，從機(jī)控制板只負(fù)責(zé)實現(xiàn)本機(jī)電流、電壓、溫度的采樣和故障處理，主機(jī)控制板除了實現(xiàn)從機(jī)功能外，還要綜合從機(jī)的信息和本機(jī)的采樣信息實現(xiàn)整個并機(jī)系統(tǒng)的變頻控制算法(矢量控制算法或者V/F算法)。主機(jī)調(diào)制的PWM波直接由控制板傳給光纖收發(fā)器，進(jìn)而驅(qū)動從機(jī)的IGBT，從機(jī)反饋的故障信號也是直接通過光纖板傳給主機(jī)，PWM信號和故障信號都不需要單片機(jī)進(jìn)行中轉(zhuǎn)，直接采用硬連接，以縮短傳輸時間，確保主、從機(jī)的驅(qū)動同步性和故障處理的及時性。
[0025]主機(jī)在每次PWM中斷內(nèi)都要根據(jù)主機(jī)和從機(jī)的信息計算新的占空比。當(dāng)均流或同步異常時，要有合理的故障處理機(jī)制。如從機(jī)發(fā)生故障時，先單獨保護(hù)停機(jī)，再把故障反饋給主機(jī)，主機(jī)收到故障后或有故障的從機(jī)退出運行后主機(jī)自身出現(xiàn)過流保護(hù)后再停機(jī)。設(shè)置保護(hù)性參數(shù)時，負(fù)載電機(jī)保護(hù)值要平分給并機(jī)中的各變頻器。
【權(quán)利要求】
1.一種低壓大功率變頻器的并機(jī)裝置，其特征在于，選兩臺相同功率的低壓變頻器其中一臺作為主機(jī)、另一臺作為從機(jī)，主、從機(jī)的三相輸入端子L1、L2、L3分別并聯(lián)后再與三相輸入電源進(jìn)線對接；主、從機(jī)的直流母線端子P、N—一對應(yīng)連接，兩變頻器的輸出端分別接一臺相同型號的輸出電抗器，各輸出電抗器的輸出端并聯(lián)后再接負(fù)載電機(jī)； 主、從機(jī)各有一塊光纖板，光纖板上有帶CAN接口和SCI接口的單片機(jī)和光纖收發(fā)器，主、從機(jī)光纖板上的光纖收發(fā)器一一對應(yīng)；主、從機(jī)之間采用單片機(jī)進(jìn)行SCI串口通信，光纖板與主機(jī)控制板之間采用CAN通信，主、從機(jī)之間采用光纖板進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓大功率變頻器的并機(jī)裝置，其特征在于，主、從機(jī)光纖板有控制板連接座，電源板連接座，光纖收發(fā)器連接座和單片機(jī)串口收發(fā)連接座； 主機(jī)使用的光纖板有6個光纖發(fā)送器Agilent HFBR-1521,1個光纖接收器AgilentHFBR-2521，從機(jī)的光纖板有6個光纖接收器Agilent HFBR-2521,1個光纖發(fā)送器AgilentHFBR-1521 ;主、從機(jī)各有一個通訊用光纖發(fā)送器Agilent HFBR-1414/ST, 一個通訊用光纖接收器 Agilent HFBR-2412/ST。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓大功率變頻器的并機(jī)裝置，其特征在于，CAN通信和SCI串口通信時交換的信息包括從機(jī)的輸出電流、輸出功率、輸出電壓、溫度、邏輯狀態(tài)信號以及主機(jī)的邏輯使能信號。
【文檔編號】H02M1/092GK203398982SQ201320220001
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】向愛國, 馬銘, 曾國慶 申請人:武漢港迪電氣有限公司