CN107276972B - 逆变器系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种逆变器系统。逆变器系统的控制部件包括控制单元，其被配置为设定与功率部件的控制单元相关联的通信协议，并且根据所设定的通信协议来发送控制数据并接收功率数据，并且逆变器系统的功率部件包括控制单元，其被配置为设定与控制部件的控制单元相关联的通信协议，并且根据所设定的通信协议来发送功率数据并接收控制数据。

Description

逆变器系统
技术领域
本公开内容涉及逆变器系统。
背景技术
一般地，逆变器是用于接收商用电功率并将三相功率应用到电机的设备，并且已经根据电机的用途和大小被开发以具有各种能力。
当这样的逆变器被开发时，功率部件和控制部件通过与彼此分开而被开发以用于减少开发时间段和工作共享。图1是用于示意性地描述传统逆变器的框图。为了安全性和噪声对策，电源被分开在逆变器100的控制部件110与其功率部件120之间。
传统上，单个微控制器单元(MCU)被设置在控制部件110处，并且在控制部件110和功率部件120之间发送和接收许多信号，包括脉宽调制(PWM)控制信号、功率部件传感器信号、控制部件传感器信号、等等。在这一点上，因为电源被分别提供在控制部件110和功率部件120中，所以通过多个电源分离元件发送和接收信号。
然而，在这样的情况下，单个MCU运行所有软件，使得存在如下问题：其中针对这样的MCU中的软件的负担被增大。此外，来自功率部件120的所有信号线缆应当与彼此隔离，使得存在如下问题：增大组件成本。
为了解决这样的问题，在传统单个MCU中处理的逆变器的控制功能根据功能来分布并且在控制部件MCU和功率部件MCU中处理。即功率部件120的MCU控制PWM、功率部件冷却设备、等等，并且相互地将数据发送到控制部件110的MCU并且从控制部件110的MCU接收数据。
在这一点上，这两个MCU应当通过通信在其之间发送和接收相互需要的信息。为了有效地发送和接收数据，相互的通信协议被建立以执行在两个MCU之间的通信。
然而，在这样的情况下，根据能力，功率部件120的功能被改变或者所需要的数据是不同的，使得需要各种协议，并且控制部件110和功率部件120的所有协议应当被校正，使得存在如下问题：可能发生用户的不方便。
发明内容
本公开内容的目标是要提供一种能够当软件被改变或功率部件被添加时平滑地发送和接收数据而不改变协议的逆变器系统。
为了获得以上描述的目标，根据本公开内容的一个实施例的一种逆变器系统可以包括：存储单元，其被配置为以库的形式存储控制数据地址、控制数据名称以及控制数据类型、以及被存储在功率部件中的功率数据地址的列表；以及第二控制单元，其被配置为设定与所述功率部件的第一控制单元相关联的通信协议，并且根据所设定的通信协议来发送所述控制数据并接收所述功率数据。
在本公开内容的一个实施例中，所述第二控制单元可以发送与必要的功率数据有关的地址，并且从所述第一控制单元接收与所述必要的功率数据相对应的数据类型信息。
在本公开内容的一个实施例中，所述第二控制单元可以将与所述必要的功率数据的地址相对应的数据发送到所述第一控制单元。
在本公开内容的一个实施例中，所述第二控制单元可以从所述第一控制单元接收与必要的控制数据有关的地址，并且可以将与所述必要的控制数据有关的数据类型信息发送到所述第一控制单元。
此外，为了获得以上描述的目标，根据本公开内容的一个实施例的一种逆变器系统可以包括：存储单元，其被配置为以库的形式存储功率数据地址、功率数据名称以及功率数据类型、以及被存储在控制部件中的控制数据地址的列表；以及第二控制单元，其被配置为设定与所述控制部件的第一控制单元相关联的通信协议，并且根据所设定的通信协议来发送功率数据并接收控制数据。
在本公开内容的一个实施例中，所述第二控制单元可以发送与必要的控制数据有关的地址，并且可以从所述第一控制单元接收与所述必要的控制数据相对应的数据类型信息。
在本公开内容的一个实施例中，所述第二控制单元可以将与所述必要的控制数据的地址相对应的数据发送到所述第一控制单元。
在本公开内容的一个实施例中，所述第二控制单元可以从所述第一控制单元接收与必要的功率数据有关的地址，并且可以将与所述必要的功率数据相对应的数据类型信息发送到所述第一控制单元。
如以上所描述的，本公开内容自动地创建在控制部件10和功率部件20的控制单元11和21之间的通信协议并且在其之间发送和接收数据。因此，当可以添加各种类型的功率部件时，可以不请求单独的协议设定，使得存在如下效果：其中可以减少开发时间段并且可以增大通信效率。
附图说明
图1是用于示意性地描述传统逆变器的框图。
图2是用于示意性地描述本公开内容的一个实施例的逆变器系统的框图。
图3是用于描述被存储在控制部件的存储单元中的数据库的一个示例性视图。
图4是用于描述被存储在图2的功率部件的存储单元中的数据库的一个示例性视图。
图5是用于描述由控制部件的控制单元对功率部件的控制单元请求的数据列表的一个示例性视图。
图6是用于描述由控制部件的控制单元对功率部件的控制单元请求的数据列表的一个示例性视图。
图7是用于描述根据本公开内容的一个实施例的第一控制单元和第二控制单元的通信的时间流程图。
图8是用于描述根据本公开内容的一个实施例的在第一控制单元和第二控制单元之间发送和接收的数据帧的一个示例性视图。
具体实施方式
本公开内容可以以各种方式来修改并且将具有各种实施例，使得将在附图中例证并且将详细地描述特定实施例。然而，本文中公开的特定实施例不应在将本公开内容限于这些实施例而是用于对其的解释的意义上来理解，并且应当理解许多其他备选方案、等效方案以及替代方案将落入本公开内容的精神和范围内。
在下文中，将参考附图详细描述根据本公开内容的一个优选实施例。
图2是用于示意性地描述根据本公开内容的一个实施例的逆变器系统的框图。
如附图中示出的，逆变器系统1被配置为将三相交流电流(AC)电源提供到电机2，并且可以包括控制部件10和功率部件20。此外，逆变器系统1还可以包括除了控制部件10和功率部件20之外的组件，并且将省略与本公开内容不相关的组件。
在本公开内容的一个实施例中，控制部件10可以包括控制单元11、输入和输出单元12和通信单元13以及存储单元14，并且功率部件20可以包括控制单元21、逆变器单元22、通信单元23以及存储单元24。
功率部件20的逆变器单元22包括多个开关设备(例如，绝缘栅双极型晶体管(IGBT))。控制单元11和21可以是微控制器单元(MCU)，但是它们不限于此。
控制单元11可以控制输入和输出单元12来与外部设备进行通信，并且控制通信单元13以与功率部件20进行通信。此外，控制单元11可以将端子条带信息存在存储单元14中并且可以控制各种应用的操作。
控制单元11可以将包括控制数据和状态数据的许多数据(在下文中被称为‘控制数据’)在存储单元14中存储为库。
图3是用于描述被存储在控制部件的存储单元中的数据库的一个示例性视图。
如图3所示，控制单元11可以将与数据地址3A、数据名称3B以及数据类型3C的信息在存储单元14中存储为库。在这一点上，数据类型3C可以为“BYTE(8位无符号整数)”、“SBYTE(8位有符号整数)”、“WORD(16位无符号整数)”、“SWORD(16位有符号整数)”、“LONG(32位无符号整数)”、“SLONG(32位有符号整数)”等。
数据名称3B是控制部件10的控制数据或状态数据，并且例如，在附图中示出了目标频率、斜升频率、真实速度、控制命令、FAN命令，但是本公开内容不限于此，并且各种控制数据或各种状态数据可以被存储为库。
甚至当控制部件10被改变时，数据库的地址可以不被改变并且因此其可以当数据被添加时被添加到最后的位置。
通信单元13可以在控制单元11的控制下相互地将数据发送到功率部件20的通信单元23并从功率部件20的通信单元23接收数据。
功率部件20的控制单元21可以测量并控制数据(在下文中，被称为‘功率数据’)，包括功率部件20的各种信号，控制信号、PWM信号、三相电流、直流电流(DC)链路电压、等等，并且可以控制通信单元23以与控制部件10进行通信。
控制单元21可以将各种数据在存储单元24中存储为库。图4是用于描述被存储在图2的功率部件的存储单元中的数据库的一个示例性视图。
如附图中示出的，控制单元21可以将与数据地址4A、数据名称4B以及数据类型C有关的信息在存储单元24中存储为库。数据类型4C可以为“BYTE(8位无符号整数)”、“SBYTE(8位有符号整数)”、“WORD(16位无符号整数)”、“SWORD(16位有符号整数)”、“LONG(32位无符号整数)”、“SLONG(32位有符号整数)”等。
数据名称4B是电机2的控制数据和状态数据，并且例如，例证了电流数据、电机跳闸数据、FAN状态、DC链路电压、电机状态、等等，但是本公开内容不限于此，并且各种电机控制数据和各种状态数据可以被存储为库。
甚至当功率部件20被改变时，数据库的地址可以不被改变并且因此其可以当数据被添加时被添加到最后的位置。
此外，控制部件10的控制单元11可以将被存储在存储单元24中的必要的功率部件20的库的数据地址列表存储在存储单元14中。
功率部件20的控制单元21可以将被存储在存储单元14中的必要的控制部件10的库的数据地址列表存储在存储单元24中。
控制部件10的控制单元11和功率部件20的控制单元21可以分别根据需要改变数据列表。
图5是用于描述由控制部件10的控制单元11对功率部件20的控制单元21请求的数据列表的一个示例性视图，并且图6是用于描述由控制部件20的控制单元21对功率部件10的控制单元11请求的数据列表的一个示例性视图。
如图5所示，控制部件10的控制单元11可以对功率部件20的存储单元24请求被存储在存储单元24中的包括库的数据地址5A和与数据地址5A相对应的数据名称5B的列表。如图6所示，功率部件20的控制单元61可以对控制部件10的存储单元14请求被存储在存储单元14中的包括库的数据地址6A和与数据地址6A相对应的数据名称6B的列表。
控制部件10的控制单元11和功率部件20的控制单元21可以通过通信相互地发送和接收必要的数据并且可以创建通信协议。在这一点上，控制部件10的控制单元11可以用作主设备，并且功率部件20的控制单元21可以用作从设备。在下文中，为便于描述，其将通过将控制部件10的控制单元11称为“第一控制单元11”并且将功率部件20的控制单元21称为“第二控制单元21”来描述。
图7是用于描述根据本公开内容的一个实施例的第一控制单元和第二控制单元的通信的时间流程图，段7A表示其中在控制单元11和第二控制单元21之间的通信协议被建立的段，并且段7B表示其中控制单元11和第二控制单元21将数据发送到彼此并且从彼此接收数据的段。图8是用于描述根据本公开内容的一个实施例的在第一控制单元和第二控制单元之间发送和接收的数据帧的一个示例性视图。
如图7所示，在本公开内容的一个实施例中，第一控制单元11可以在操作S1中将协议设定请求帧发送到第二控制单元21。作为对该请求的响应，第二控制单元21可以在操作S2中将协议设定准备好帧发送到第一控制单元11。
第一控制单元11可以发送功率数据列表请求帧，由此在操作S3中发送必要的功率数据列表中的地址。参考图8A，示出了功率数据列表请求帧的一个示例。在本公开内容的一个实施例中，功率数据列表请求帧可以包括表示与功率数据列表请求帧相对应的地址的字段8A、表示要被请求的数据的数量的字段8B以及表示功率数据库的地址的至少一个字段8C。表示功率数据库的地址的字段可以被例证为配置具有三个数据段，但是显而易见本公开内容不限于此。
第二控制单元21可以发送功率数据列表响应帧，由此在操作S4中发送由第一控制单元11请求的数据的数据类型信息。参考图8B，示出了功率数据列表响应帧的一个示例。在本公开内容的一个实施例中，功率数据列表响应帧可以包括表示其与功率数据列表响应帧相对应的字段8D、表示由第一控制单元11请求的数据的数量的字段8E以及表示与功率数据库中的字段8C的地址相对应的数据的数据类型的至少一个字段8F。
第一控制单元11可以发送表示其接收到功率数据列表的功率数据列表OK帧，由此在操作S5中通知它准备好接收要从第二控制单元21发送的数据。
此外，第二控制单元21可以发送控制数据列表请求帧，由此在操作S6中发送必要的数据列表中的地址。参考8C，示出了控制数据列表请求帧的一个示例。在本公开内容的一个实施例中，控制数据列表请求帧可以包括表示其与控制数据列表请求帧相对应的字段8G、表示要被请求的数据的数量的字段8H以及表示控制数据库的地址的至少一个字段8I。表示控制数据库的地址的字段可以被例证为配置具有三个数据段，但是显而易见本公开内容不限于此。
作为对该请求的响应，第一控制单元11可以发送与所请求的控制数据列表有关的控制数据列表响应帧，由此在操作S7中发送与由第二控制单元21请求的数据的数据类型相对应的数据。
参考图8D，示出了控制数据列表响应帧的一个示例。在本公开内容的一个实施例中，控制数据列表响应帧可以包括表示其与控制数据列表响应帧相对应的字段8J、表示由第二控制单元11请求的数据的数量的字段8K以及表示与控制数据库中的字段8I的地址相对应的数据的数据类型的至少一个字段8L。
第二控制单元21可以发送表示其接收到控制数据列表的控制数据列表OK帧，由此通知它准备好接收要从第一控制单元11发送的数据。
其后，第一控制单元11可以在操作S9中发送协议设定完成帧以通知完成对第二控制单元21的设定，并且第二控制单元21可以在操作S10中发送协议设定完成帧以通知完成对第一控制单元11的设定。
如以上所描述的，在完成了协议设定之后，第一控制单元11和第二单元21可以彼此发送且接收所设定的数据。
即，第一控制单元11可以在操作S11、S13和S15中发送由第二控制单元21请求的数据，并且第二控制单元21还可以发送由第一控制单元11请求的数据。
参考图8E，示出了从第一控制单元11发送到第二控制单元21的控制数据帧的一个示例。控制数据可以根据所设定的顺序来发送，并且其大小可以根据数据类型是不同的。在本公开内容的一个实施例中，控制数据帧可以包括表示其与控制数据帧相对应的字段8M、表示控制数据帧的长度的字段8N以及表示与在图8C处请求的数据的地址8I相对应的数据的字段8O。然而，这些仅仅是示例，并且因此本公开内容的控制数据帧还可以包括其他字段。
此外，参考图8F,示出了从第二控制单元21发送到第一控制单元11的功率数据帧的一个示例。功率数据可以根据所设定的顺序来发送，并且其大小可以根据数据类型是不同的。在本公开内容的一个实施例中，功率数据帧可以包括表示其与功率数据帧相对应的字段8P、表示功率数据帧的长度的字段8Q以及表示与在图8A处请求的数据的地址8C相对应的数据的字段8R。然而，这些仅仅是示例，并且因此本公开内容的功率数据帧还可以包括其他字段。
如以上所描述的，本公开内容自动地创建在控制部件10和功率部件20的控制单元11和21之间的通信协议并且在其之间发送和接收数据。因此，当可以添加各种类型的功率部件时，可以不请求单独的协议设定，使得可以减少开发时间段并且可以增大通信效率。
本公开内容已经参考附图中示出的实施例进行描述但是仅仅为说明，并且应当理解，许多其他修改和等效的其他实施例能够由本领域技术人员设想。因此，本发明的技术范围应当由随附权利要求限定。
[附图标记的描述]
1:逆变器系统 2:电机
10:控制部件 20:功率部件
11和21:控制单元 12:输入和输出单元
22:逆变器单元 13和23:通信单元
14和24:存储单元

Claims (6)

1.一种逆变器系统，包括：
存储单元，其被配置为以库的形式存储控制数据地址、控制数据名称以及控制数据类型、以及被存储在功率部件中的功率数据地址的列表；以及
第一控制单元，其被配置为发送控制数据并接收功率数据，
其中，所述第一控制单元设定与所述功率部件的第二控制单元相关联的通信协议，由此根据所设定的通信协议来发送所述控制数据并接收所述功率数据，
所述第一控制单元发送与必要的功率数据有关的地址，并且从所述第二控制单元接收与所述必要的功率数据相对应的数据类型信息。
2.根据权利要求1所述的逆变器系统，其中，所述第一控制单元将与所述必要的功率数据的地址相对应的数据发送到所述第二控制单元。
3.根据权利要求1所述的逆变器系统，其中，所述第一控制单元从所述第二控制单元接收与必要的控制数据有关的地址，并且将与所述必要的控制数据相对应的数据类型信息发送到所述第二控制单元。
4.一种逆变器系统，包括：
存储单元，其被配置为以库的形式存储功率数据地址、功率数据名称以及功率数据类型、以及被存储在控制部件中的控制数据地址的列表；以及
第二控制单元，其被配置为设定与所述控制部件的第一控制单元相关联的通信协议，并且根据所设定的通信协议来发送功率数据并接收控制数据，
所述第二控制单元发送与必要的控制数据有关的地址，并且从所述第一控制单元接收与所述必要的控制数据相对应的数据类型信息。
5.根据权利要求4所述的逆变器系统，其中，所述第二控制单元将与所述必要的功率数据的地址相对应的数据发送到所述第一控制单元。
6.根据权利要求4所述的逆变器系统，其中，所述第二控制单元从所述第一控制单元接收与必要的功率数据有关的地址，并且将与所述必要的功率数据相对应的数据类型信息发送到所述第一控制单元。
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