CN102340271B - 电机变速系统功率平衡控制装置 - Google Patents

Abstract

电机变速系统功率平衡控制装置，变频控制单元、主控制器、从控制器、逆变单元、电机，所述主控制器由数字信号处理器、通讯接口集成电路组成，主控制器接收变频控制单元发出的控制信号，经通讯接口集成电路完成RS485信号转换，并以发给从控制器，从控制器由通讯接口集成电路与数字信号处理器组成，通讯接口集成电路接收RS485的A+和A-两路差分信号，再经数字信号处理器将其转换为PWM波信号驱动逆变单元，由逆变单元驱动电机。本发明的优点是采用数字信号处理器、通讯接口集成电路控制的多电机变速控制及控制多个逆变单元并联，可以保证每台变速控制系统同步运行，解决了每个逆变单元输出相位角必须一致的问题。

Description

电机变速系统功率平衡控制装置

技术领域

本发明涉及一种电气自动控制设备，特别涉及一种电机变速系统功率平衡控制装置。

背景技术

在多电机变速控制系统中，要求系统中每台电机的功率必须平衡，这就要求每台电机的控制系统必须同步，如在矿用变频系统群组和矿用开关磁阻系统群组中功率平衡技术实现驱动一条皮带的多台电机实现功率平衡，在负载变化和动态调整过程中应用远程监控功能来使多台电机系统实现速度同步的同时、转矩也协调，这样可以避免多台电机出力不均，甚至某一台电机可能出现发电状态和传送带堆煤等问题。

在低压大功率多台变速控制系统并联中，要求每个逆变单元输出的相位角必须一致，这也要求每台变速控制系统的控制必须同步，否则将会出现变频系统电压叠加，导致整个变频控制系统崩溃。就目前工业生产领域中还没有采用数字信号处理器、通讯接口集成电路控制的多电机变速控制及控制多个逆变单元并联的设备。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供一种多电机变速系统功率平衡控制装置。本发明的目的是提出一种在多电机变速控制系统或是在低压大功率多台变速控制系统并联中，保证每个逆变单元同步运行，以达到每个逆变单元的功率平衡。

本发明包括：变频控制单元、主控制器、从控制器、逆变单元、电机，其特征在于所述主控制器由数字信号处理器、通讯接口集成电路组成，主控制器的数字信号处理器接收变频控制单元发出的控制信号，经通讯接口集成电路完成RS485通信信号的转换，并以广播命令形式下发给从控制器，从控制器由通讯接口集成电路与数字信号处理器组成，通讯接口集成电路接收RS485的A+和A-两路差分信号，再经数字信号处理器将其转换为PWM波信号驱动逆变单元，由逆变单元驱动电机。

本发明的优点是采用数字信号处理器、通讯接口集成电路控制的多电机变速控制及控制多个逆变单元并联，可以保证每台变速控制系统同步运行，解决了每个逆变单元输出相位角必须一致的问题。

附图说明

图1本发明的电气线路框图；

图2低压大功率并联模式下本发明的电气线路框图；

图3本发明的DSP的电气线路原理图；

图4本发明的MAX3483的电气线路原理图。

图中：1变频控制单元、2主控制器、3从控制器、4逆变单元、5电机、11数字信号处理器、12通讯接口集成电路、21通讯接口集成电路、22数字信号处理器。

具体实施方式

实施例一

下面结合附图进一步说明本发明的实施例：DSP或FPGA MAX3483

参见图1，本实施例由变频控制单元1、主控制器2、从控制器3、逆变单元4、电机5五个部分组成。主控制器2由数字信号处理器11、通讯接口集成电路12组成。数字信号处理器11为DSP或FPGA类型的处理器，由TI公司生产的2812或Altera公司生产的Cyclone II EP2C35F672C6处理器，通讯接口集成电路12为MAX类型的集成电路MAX3483，由MAXIM公司生产的3483型集成电路。主控制器2的接收端接收变频控制单元1发出的控制信号，通过通讯接口集成电路12完成RS485通信信号的转换，并以广播命令的形式下发命令，从控制器3接收主控制器2的命令，并将其转换为PWM波驱动逆变单元，由逆变单元4驱动电机，从控制器3由通讯接口集成电路21与数字信号处理器22组成，通讯接口集成电路21为MAX类型的集成电路MAX3483，由MAXIM公司生产的3483型集成电路，数字信号处理器22为DSP或FPGA类型的处理器，由TI公司生产的2812处理器或Altera公司生产的Cyclone II EP2C35F672C6处理器。由通讯接口集成电路21接收主控制器2发出的RS485的A+和A-两路差分信号，再通过从控制器3的数字信号处理器22转换为逆变单元4所需的PWM波信号发给逆变单元4，逆变单元由IGBT和续流二极管组成，逆变单元4驱动电机5。本实施例的核心是数字信号处理器11、22，主控制器2与从控制器3之间的通信格式是：

开始位+地址(FF)+16位数据位+校验位(CRC16)+结束位地址位FF代表命令格式为广播命令格式，从控制器3的接收端只接收主控制器2发出的命令，不向主控制器2发送命令，校验位采用CRC16，保证了系统的可靠性。主控制器2与从控制器3之间的通信端口由1个端口可扩展到16个端口，以适应大型控制系统中多控制信号的情况。

参见图3、图中SCIRXDA、SCIRXDB、SCI_EN分别接数字信号处理器DSP的SCIRXDA、SCIRXDB、SCI_EN的端子，通讯接口集成电路MAX3483的8脚接3.3V电源，C24为滤波作用，通讯接口集成电路MAX3483的6脚和7脚为RS485信号的A+和A-，其中A+通过R15接3.3V电源，R15为上拉电阻，A-通过R14接地，R14为下拉电阻。R107、R109、R110、R111和C23为通信线路保护。

参见图4，图中给出了数字信号处理器DSP的部分电子线路原理图，SCIRXDA、SCIRXDB、为信号A和信号B，SCI_EN为通讯接口集成电路MAX3483的使能信号。

如上所述，本实施例以简单的电路实现了多电机变速系统通过同步控制达到转速、转矩平衡的特殊要求，由于采用了数字信号处理器，控制电路大为简化，节约了成本，具有很强的实用价值。

实施例二

实施例二与实施例一相同，所不同的是由从控制器控制多台逆变单元4，多台逆变单元4并联驱动一台大功率电机5。参见图2。

Claims (7)

1.一种电机变速系统功率平衡控制装置,包括:变频控制单元、主控制器、从控制器、逆变单元、电机,其特征在于所述主控制器由数字信号处理器、通讯接口集成电路组成，主控制器的数字信号处理器接收变频控制单元发出的控制信号，经主控制器的通讯接口集成电路完成RS485通信信号的转换，并以广播命令形式下发给从控制器，从控制器由通讯接口集成电路与数字信号处理器组成，从控制器的通讯接口集成电路接收RS485的A+和A-两路差分信号，再经从控制器的数字信号处理器将两路差分信号转换为PWM波信号驱动逆变单元，由逆变单元驱动电机。

2.根据权利要求1所述的电机变速系统功率平衡控制装置，其特征在于所述通讯接口集成电路为MAX类型的集成电路。

3.根据权利要求1所述的电机变速系统功率平衡控制装置，其特征在于所述主控制器与从控制器之间的通信格式为：开始位+地址+16位数据位+校验位+结束位。

4.根据权利要求1所述的电机变速系统功率平衡控制装置，其特征在于所述主控制器与从控制器之间的通信端口由1个端口扩展到16个端口。

5.根据权利要求1所述的电机变速系统功率平衡控制装置，其特征在于所述逆变单元由IGBT和续流二极管组成。

6.根据权利要求1所述的电机变速系统功率平衡控制装置，其特征在于每台从控制器控制一逆变单元，一个逆变单元驱动一电机，或者一台从控制器控制多台逆变单元，多台逆变单元并联驱动一台电机。

7.根据权利要求1所述的电机变速系统功率平衡控制装置，其特征在于由一台从控制器控制多个逆变单元并联驱动一台大功率电机。

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