CN111614268A - 变频器的控制方法和系统、计算机存储介质及处理器 - Google Patents

变频器的控制方法和系统、计算机存储介质及处理器 Download PDF

Info

Publication number
CN111614268A
CN111614268A CN202010606486.9A CN202010606486A CN111614268A CN 111614268 A CN111614268 A CN 111614268A CN 202010606486 A CN202010606486 A CN 202010606486A CN 111614268 A CN111614268 A CN 111614268A
Authority
CN
China
Prior art keywords
microprocessor
main controller
frequency converter
control
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010606486.9A
Other languages
English (en)
Inventor
周维邦
于安波
张统世
臧经伦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Original Assignee
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai filed Critical Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority to CN202010606486.9A priority Critical patent/CN111614268A/zh
Publication of CN111614268A publication Critical patent/CN111614268A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M5/4585—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0006—Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0012—Control circuits using digital or numerical techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0064—Magnetic structures combining different functions, e.g. storage, filtering or transformation

Abstract

本发明公开了一种变频器的控制方法和系统、计算机存储介质及处理器。其中，变频器包括：主控制器和至少一个第一微处理器；其中，该方法包括：主控制器生成变频器的控制信息，并通过至少一个高速通信接口发送至至少一个第一微处理器；至少一个第一微处理器基于控制信息，对变频器的输出电压进行整流和逆变的算法控制。本发明解决了相关技术中变频器的控制协调性不足，导致大功率变频器运行效果差的技术问题。

Description

变频器的控制方法和系统、计算机存储介质及处理器
技术领域
本发明涉及磁悬浮大功率变频器领域，具体而言，涉及一种变频器的控制方法和系统、计算机存储介质及处理器。
背景技术
磁悬浮大功率变频器用于磁悬浮离心冷水机组上，用于进行电机驱动。该变频器在硬件拓扑上采用四象限变频技术，四象限变频在整流端和逆变端均采用全控整流拓扑。对应I-U(电流-电压)曲线，变频器可以工作在四个象限内，因此称作四象限变频器。
由于整流和逆变为全控整流拓扑，所以在两端均需要控制器提供驱动信号，进而驱动全控器件IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。因此，如图1所示，在四象限变频器中需要一块PFC(Power Factor Correction，功率因素校正)控制板，一块电机控制板和一块继电器控制板，其中，PFC板用于控制整流，电机控制板用于控制逆变，继电器控制板用于执行变频器控制逻辑。如图2所示，各个控制器间的通信通常为CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)通信或光纤通信。但是，由于通信速率有限，很难满足板间的数据的及时传输，造成了变频器的控制协同性不足；而光纤通信则有缺少通信协议，成本高等缺点，不适宜大量使用。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种变频器的控制方法和系统、计算机存储介质及处理器，以至少解决相关技术中变频器的控制协调性不足，导致大功率变频器运行效果差的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种变频器的控制方法，变频器包括：主控制器和至少一个第一微处理器；其中，该方法包括：主控制器生成变频器的控制信息，并通过至少一个高速通信接口发送至至少一个第一微处理器；至少一个第一微处理器基于控制信息，对变频器的输出电压进行整流和逆变的算法控制。
可选地，变频器还包括：开关电源板，其中，该方法还包括：通过开关电源板为主控制器和第一微处理器进行供电，并触发主控制器和第一微处理器上电；在确定每个第一微处理器完成初始化的情况下，主控制器与每个第一微处理器建立通信关系。
可选地，触发主控制器和第一微处理器上电包括：获取主控制器和第一微处理器的电压等级；按照电压等级的顺序，控制主控制器和第一微处理器上的电源使能信号，以触发主控制器和第一微处理器上电。
可选地，开关电源板至少由两部分电压源提供电能，主控制器基于变频器的母线电压控制开关电源板使用不同的电压源进行供电，其中，在电压源包括三相输入端供电和母线电压供电的情况下，当母线电压低于预设电压时，采用三相输入端供电，当母线电压高于预设电压时，采用母线电压供电。
可选地，至少一个第一微处理器基于控制信息，对变频器的输出电压进行整流和逆变的算法控制包括：至少一个第一微处理器基于控制信息对电压环和电流环进行整流控制，调制输出第一驱动信号，并经由主控制器内部的逻辑互锁，输出到主控制器后级的驱动电路；至少一个第一微处理器基于控制信息对电机进行开环逆变调制，在允许进行模拟数据采集时，切入闭环逆变调制，调制输出第二驱动信号，并经由主控制器内部的逻辑互锁，输出到驱动电路。
可选地，在接收到第一驱动信号和第二驱动信号之后，主控制器通过比较接收到的驱动信号，禁止输出同为高电平的驱动信号，并通过检测驱动信号的死区时间，确定是否允许电平翻转。
可选地，该方法还包括：主控制器通过至少一个高速通信接口接收至少一个第一微处理器发送的采样请求；主控制器通过采样控制接口控制外部采样芯片进行数据采样，并接收外部采样芯片反馈的采样数据；主控制器通过至少一个高速通信接口发送采样数据至至少一个第一微处理器，并将采样数据存储至第一外部存储器中。
可选地，在接收外部采样芯片反馈的采样数据之后，该方法还包括：将采样数据与采样数据对应的设定数据进行比较；基于比较结果对主控制器后级的驱动电路进行输出保护控制。
可选地，采样数据包括：多路模拟信号，其中，在主控制器将采样数据与采样数据对应的设定数据进行比较之前，该方法还包括：主控制器将多路模拟信号划分为至少一个信号集合，其中，每个信号集合中的至少一路模拟信号的类型相同，且具有相同的保护值；通过采样电路对每个信号集合中的至少一路模拟信号进行处理，得到目标模拟信号；将目标模拟信号与目标模拟信号对应的设定模拟信号进行比较。
可选地，变频器还包括：第二微处理器，其中，该方法还包括：在完成初始化，且与上位机建立以太网通信连接之后，第二微处理器向主控制器进行数据交互，并将返回的信息通过网络通信传递给上位机。
可选地，第二微处理器与上位机建立以太网通信连接之后，该方法还包括：第二微处理器将上位机发送的传输数据发送至第一微处理器；第一微处理器对传输数据进行缓存，并将缓存的传输数据转存到第二外部存储器中。
可选地，在接收到上位机发送的烧录指令之后，第一微处理器对传输数据进行解析和校验，在校验成功的情况下，将传输数据进行缓存。
可选地，主控制器为不同的微处理器之间提供通信通路，其中，不同的微处理器使用通信通路进行直接的信息交互。
可选地，该方法还包括：主控制器获取变频器的多个检测参数；主控制器对多个检测参数进行并行处理，并基于每个检测参数与预先设定的故障参数的比较结果，确定变频器是否存在故障；当变频器发生故障时，主控制器阻断内部的控制单元输出交互数据，并存储故障信息，其中，控制单元用于生成控制信息，控制信息包括如下至少之一：状态控制信息、上电控制信息、故障保护控制信息、模拟采样控制信息、采样保护控制信息、通信控制信息、存储控制信息和检测控制信息。
可选地，当变频器的母线电压达到设定阈值时，控制主控制器的故障检测功能处于使能状态，如果检测到变频器发生故障，则返回到待机启动状态。
可选地，该方法还包括：通过数据选择器获取第三外部存储器或第四外部存储器中存储的配置信息；基于配置信息对主控制器进行配置。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种变频器的控制系统，包括：主控制器，包括：至少一个高速通信接口，主控制器用于生成变频器的控制信息；至少一个第一微处理器，与至少一个高速通信接口连接，第一微处理器用于基于控制信息，对变频器的输出电压进行整流和逆变的算法控制。
可选地，该系统还包括：开关电源板，用于为主控制器和第一微处理器进行供电，并触发主控制器和第一微处理器上电；主控制器还用于在确定每个第一微处理器完成初始化的情况下，与每个第一微处理器建立通信关系。
可选地，开关电源板至少由两部分电压源提供电能，电压源包括：三相输入端供电和母线电压供电，其中，主控制器用于基于母线电压来控制开关电源板使用不同的电压源进行供电。
可选地，该系统还包括：外部采样芯片，用于采集采样数据；第一外部存储器，用于存储采样数据；至少一个高速通信接口还用于接收至少一个第一微处理器发送的采样请求；主控制器还包括：采样控制接口，与外部采样芯片连接，用于控制外部采样芯片以及接收采样数据；第一存储控制模块，与第一外部存储器连接，用于将接收到的采样数据存储至第一外部存储器。
可选地，该系统还包括：上位机，用于发送传输数据；主控制器包括：双端口随机存储器，第二微处理器，与上位机建立以太网通信连接，与主控制器内部的双端口随机存储器连接，用于向主控制器进行数据交互，并将返回的信息通过网络通信传递给上位机。
可选地，该系统还包括：第二外部存储器，用于存储传输数据；第一微处理器包括：缓存模块，用于缓存经由第二微处理器转发的传输数据；第二存储控制模块，与缓存模块和第二外部存储器连接，用于将缓存的传输数据转存到第二外部存储器中。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机存储介质所在设备执行上述的变频器的控制方法。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述的变频器的控制方法。
在本发明实施例中，主控制器生成变频器的控制信息，并通过至少一个高速通信接口发送至至少一个第一微处理器，至少一个第一微处理器在接收到控制信息之后，可以对变频器的输出电压进行整流和逆变的算法控制，从而实现大功率变频器的控制目的。由于变频器包括主控制器和至少一个第一微处理器，并且主控制器和第一微处理器之间通过高速通信接口进行数据交互，从而提高变频器整流和逆变端的数据交互量，便于进行算法的优化，达到了提升大功率变频器的运行控制的协同性的技术效果，进而解决了相关技术中变频器的控制协调性不足，导致大功率变频器运行效果差的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据现有技术的一种磁悬浮大功率变频器拓扑的示意图；
图2是根据现有技术的一种磁悬浮大功率变频器硬件的示意图；
图3是根据本发明实施例的一种变频器的控制方法的流程图；
图4a是根据本发明实施例的一种可选的FPGA与DSP之间“一对一”uPP高速通信连接及数据流的示意图；
图4b是根据本发明实施例的一种可选的FPGA与DSP之间“一对二”uPP高速通信连接及数据流的示意图；
图5是根据本发明实施例的一种可选的三处理器主控平台拓扑的示意图；
图6是根据本发明实施例的一种可选的开关电源板的供电切换逻辑的流程图；
图7是根据本发明实施例的一种可选的主控平台内部的上电时序控制的流程图；
图8是根据本发明实施例的一种可选的主控平台软、硬件双重驱动信号保护的示意图；
图9是根据本发明实施例的一种可选的主控平台数据采样和输出保护的示意图；
图10a是根据本发明实施例的一种可选的正半周采样包络线电路的示意图；
图10b是根据本发明实施例的一种可选的负半周采样包络线电路的示意图；
图11是根据本发明实施例的一种可选的绝对值包络线采样电路输出波形的示意图；
图12是根据本发明实施例的一种可选的FPGA模式切换及数据观测的示意图；
图13是根据本发明实施例的一种可选的DSP远程程序烧录的流程图；
图14是根据本发明实施例的一种可选的主控平台内部的故障保护控制的流程图；
图15是根据本发明实施例的一种可选的主控平台各处理器的功能分配的示意图；
图16是根据本发明实施例的一种可选的多核心处理架构工作时序的流程图；以及
图17是根据本发明实施例的一种变频器的控制系统的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
根据本发明实施例，提供了一种变频器的控制方法，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
可选的，变频器包括：主控制器和至少一个第一微处理器。
上述的变频器可以是磁悬浮大功率变频器，但不仅限于此。主控制器可以是FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)，主要负责变频器的逻辑控制、故障保护控制、模拟采样控制、运行数据存储控制和驱动信号检测控制等。第一微处理器可以是DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)，主要负责整流和逆变的算法控制。
在一种可选的实施例中，可以采用FPGA+DSP的架构，一片DSP控制整流，一片DSP控制逆变，FPGA可以作为两者的“上位机”，对DSP的算法运行进行协同控制。
图3是根据本发明实施例的一种变频器的控制方法的流程图，如图3所示，该方法包括如下步骤：
步骤S302，主控制器生成变频器的控制信息，并通过至少一个高速通信接口发送至至少一个第一微处理器。
上述步骤中的控制信息可以是变频器的逻辑控制信息，控制DSP生成全控整流桥和全控逆变桥的驱动信号。高速通信接口可以是通用并行端口(Universal ParallelPort，uPP)，uPP通信为高速的外部通信接口协议，取消地址线的同时提升了数据传输速度，最高可达70MHz。
在一种可选的实施例中，可以采用“一对一”模式，在FPGA中构建通用uPP通信协议接口，也即，一个uPP控制模块只能实现一个FPGA和一个DSP之间的通信控制。如图4a所示，对于两个DSP，可以在FPGA中构建两个uPP控制模块，每个uPP控制模块通过uPP通道与DSP中的uPP控制模块进行数据交互，FPGA中的uPP控制模块可以通过FPGA内部数据通道与FPGA内数据交互。
但是，通信的数据需要进入FPGA的“行”、“列”通信链路中，才能完成整流和逆变的数据交互，进而实现整流逆变的协同控制。比起控制板之间的CAN通信，可以较大程度上提升整流和逆变的协同工作性。
在另一种可选的实施例中，为了进行提升协同工作性，可以对uPP控制模块进行优化，优化为“一对多”模式。如图4b所示，对于两个DSP，可以在FPGA中构建一个uPP控制模块，通过uPP通道分别与两个DSP中的uPP控制模块进行数据交互，并通过FPGA内部数据通道与FPGA内数据交互。
通过该方案，整流和逆变的数据交互可以在uPP控制模块内部实现，减小FPGA内部数据传输的压力，并且“一对多”模式的uPP控制模块可以实现整流和逆变的同步控制，即采用相同的时钟控制信号，进一步提升了整流和逆变的控制协同性。
步骤S304，至少一个第一微处理器基于控制信息，对变频器的输出电压进行整流和逆变的算法控制。
在一种可选的实施例中，可以将PFC板、电机板和继电器板三块控制器合并成为一块控制器，得到一个三处理器主控平台，三处理器主控平台可以同时进行整流调制及驱动、逆变调制及驱动、变频器运行逻辑控制和通信控制等。主控平台可以采用FPGA+DSP的架构，FPGA和DSP之间使用uPP通信代替EMIF(External Memory Interface，外部存储器接口)通信，从而较大程度提升了整流和逆变的协同工作性。
通过本发明上述实施例，主控制器生成变频器的控制信息，并通过至少一个高速通信接口发送至至少一个第一微处理器，至少一个第一微处理器在接收到控制信息之后，可以对变频器的输出电压进行整流和逆变的算法控制，从而实现大功率变频器的控制目的。由于变频器包括主控制器和至少一个第一微处理器，并且主控制器和第一微处理器之间通过高速通信接口进行数据交互，从而提高变频器整流和逆变端的数据交互量，便于进行算法的优化，达到了提升大功率变频器的运行控制的协同性的技术效果，进而解决了相关技术中变频器的控制协调性不足，导致大功率变频器运行效果差的技术问题。
在本发明上述实施例中，变频器还包括：开关电源板，其中，该方法还包括：通过开关电源板为主控制器和第一微处理器进行供电，并触发主控制器和第一微处理器上电；在确定每个第一微处理器完成初始化的情况下，主控制器与每个第一微处理器建立通信关系。
可选地，开关电源板至少由两部分电压源提供电能，主控制器基于变频器的母线电压控制开关电源板使用不同的电压源进行供电，其中，在电压源包括三相输入端供电和母线电压供电的情况下，当母线电压低于预设电压时，采用三相输入端供电，当母线电压高于预设电压时，采用母线电压供电。
上述的预设电压可以是470V，但不仅限于此，可以根据实际需要进行设定。
在一种可选的实施例中，如图5所示，三处理器主控平台同时给全控整流桥和全控逆变桥提供驱动信号，并且主控平台的24V供电由开关电源板提供。开关电源板由两部分电压源提供输入，一是由变频器的三相输入端的某两相(例如V和W)提供，二是由变频器的母线电压提供。如图6所示，在变频器上电开始后，开关电源板由三相输入供电，并触发主控平台上电，主控平台控制进入变频器充电状态，然后对母线电压进行判断，当母线电压低于470V时，由三相输入继续供电；当母线电压高于470V时，由母线电压供电。
通过优化变频器拓扑结构，重构开关电源板的供电逻辑，提升主控平台与变频器之间的适应性。
在本发明上述实施例中，触发主控制器和第一微处理器上电包括：获取主控制器和第一微处理器的电压等级；按照电压等级的顺序，控制主控制器和第一微处理器上的电源使能信号，以触发主控制器和第一微处理器上电。
在主控制器和第一微处理器上电瞬间，主控制器和第一微处理器处于一个未知的不可控的状态。由于控制器中设计的电压等级较多，例如24V、15V、±15V、5V、3.3V和1.2V等电压等级，电压的逐级进行电平转换时，不同电压等级的电压建立时间不同，且先后顺序难以进行把握，导致产生一些不定状态的信号或采集到一些错误信号，对于大功率变频器，会造成一定的安全隐患。在一种可选的实施例中，可以在FPGA中构建主控平台的上电控制逻辑，通过控制主控制器和第一微处理器上电源的使能信号，对主控制器和第一微处理器进行分模块建立上电时序，使得主控制器和第一微处理器在上电过程中，所有的电源信号始终处于一个可控的状态下，进而消除了主控制器和第一微处理器上电过程中的安全隐患，保证主控平台的上电即处于可控状态。
例如，如图7所示，在主控平台上电开始之后，控制数字区5V上电，FPGA内核1.2V上电，进一步判断FPGA是否初始化完成，如果未完成，则等待其初始化完成，然后FPGA I/O3.3V上电，DSP、ARM上电，然后判断DSP、ARM是否完成初始化，且是否与FPGA建立连接，如果DSP、ARM未完成初始化，或者DSP、ARM与FPGA未建立连接，则等待其初始化完成，并与FPGA建立连接，然后模拟采样±15V上电，驱动15V上电，整个上电过程结束。
在本发明上述实施例中，至少一个第一微处理器基于控制信息，对变频器的输出电压进行整流和逆变的算法控制包括：至少一个第一微处理器基于控制信息对电压环和电流环进行整流控制，调制输出第一驱动信号，并经由主控制器内部的逻辑互锁，输出到主控制器后级的驱动电路；至少一个第一微处理器基于控制信息对电机进行开环逆变调制，在允许进行模拟数据采集时，切入闭环逆变调制，调制输出第二驱动信号，并经由主控制器内部的逻辑互锁，输出到驱动电路。
上述步骤中的第一驱动信号和第二驱动信号可以是PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)信号，通过PWM信号可以控制全控整流桥和全控逆变桥。
在一种可选的实施例中，当FPGA接收到启动指令后，控制DSP1进入整流控制算法。DSP1的算法调制输出的PWM信号，经过FPGA的内部的逻辑互锁，输出到主控制器后级的驱动电路。当FPGA接收到启动指令后，控制DSP2进入逆变控制算法；DSP2对电机进行开环调制，拖动电机进行转动，待可以进行模拟数据采集时，切入闭环算法调制。DSP2的算法调制输出的PWM信号，经过FPGA的内部的逻辑互锁，输出到主控制器后级的驱动电路。
在本发明上述实施例中，在接收到第一驱动信号和第二驱动信号之后，主控制器通过比较接收到的驱动信号，禁止输出同为高电平的驱动信号，并通过检测驱动信号的死区时间，确定是否允许电平翻转。
为了防止PWM驱动信号上下直通，在一种可选的实施例中，可以设计软、硬件双重防直通保护设计。如图8所示，DSP为主控平台的算法控制核心，整流和逆变的算法调制在DSP中实现，PWM信号也在DSP中产生。PWM信号产生后，进入到FPGA中的驱动保护模块，驱动保护模块通过比较上下管的驱动信号，禁止上下驱动信号同为高电平的信号输出；并且检测PWM信号的死区时间，只有满足2us的死区时间，才允许电平翻转。同时驱动保护模块受故障保护信号使能。当故障保护模块动作时，驱动保护模块使能中断，阻值PWM驱动信号的后级传输。FPGA后级为驱动、逻辑电路，驱动电路为增加PWM信号的驱动电流；逻辑电路为硬件的防直通保护设计。其后级将PWM驱动信号接入驱动板，驱动板用于驱动全控器件的门极，进而控制全控器件的开通与关断。
在本发明上述实施例中，该方法还包括：主控制器通过至少一个高速通信接口接收至少一个第一微处理器发送的采样请求；主控制器通过采样控制接口控制外部采样芯片进行数据采样，并接收外部采样芯片反馈的采样数据；主控制器通过至少一个高速通信接口发送采样数据至至少一个第一微处理器，并将采样数据存储至第一外部存储器中。
上述步骤中的采样请求可以是模拟数据采样请求。外部采样芯片可以是外部AD(Analog-to-Digital，模数转换)采样芯片，具有速度快、并行度高的特点，可以最大程度的还原模拟信号数据。第一外部存储器可以是NAND FLASH，但不仅限于此。
在一种可选的实施例中，当需要进行模拟数据采集时，DSP可以发送采样请求至FPGA进行模拟采样。如图9所示，可以在FPGA中构建AD控制模块，用于控制外部AD芯片进行采样，模拟量采样接口采集到的数据经过滤波电路和放大电路之后，由AD芯片采集返回至FPGA，其中，AD芯片和FPGA之间设置有并行总线和串行总线。FPGA可以将通过uPP总线传递给DSP，并将高采样精度的数据存入NAND FLASH中，有利于后期数据观测和问题分析。
需要说明的是，由于受DSP的主频限制，算法调制的每周期内参与运算数据点有限。因此，将AD采样时钟和DSP算法调制时钟分开，且AD采样时钟大于DSP算法调制时钟，这样即满足了还原运行数据的精度需求，也满足了算法调制的运算需求。
在本发明上述实施例中，在接收外部采样芯片反馈的采样数据之后，该方法还包括：将采样数据与采样数据对应的设定数据进行比较；基于比较结果对主控制器后级的驱动电路进行输出保护控制。
上述步骤中的设定数据可以是预先设定的采样保护值，针对不同的采样需要，设置不同的保护值。
在一种可选的实施例中，如图9所示，可以在FPGA中构建DA(Digital-to-Analog，模数转换)控制模块，并通过DA控制模块控制外部DA芯片，将采样保护值输出至比较电路，其中，AD芯片和FPGA之间设置有并行总线和串行总线。通过比较电路将采样值和保护值进行比较，从而实现驱动、整波电路的输出保护功能，提升采样保护的精度、可重构性和保护动作的速度。
在本发明上述实施例中，采样数据包括：多路模拟信号，其中，在主控制器将采样数据与采样数据对应的设定数据进行比较之前，该方法还包括：主控制器将多路模拟信号划分为至少一个信号集合，其中，每个信号集合中的至少一路模拟信号的类型相同，且具有相同的保护值；通过采样电路对每个信号集合中的至少一路模拟信号进行处理，得到目标模拟信号；将目标模拟信号与目标模拟信号对应的设定模拟信号进行比较。
上述的采样电路可以是绝对值包络线采样电路，用于采样出最大值曲线进行保护。绝对值包络线采样电路具体可以分为正半周包络线(如图10a所示)和负半周包络线电路(如图10b所示)，可以利用运算放大器，通过二极管构成负反馈回路，利用二极管的单相导通特性，使得VOUT等于或略小于VIN绝对值的最大值，而且仅有该路的反馈二极管为导通，其余路的二极管均反向截止，VOUT的输出曲线如图11中的实线所示。
需要说明的是，大功率变频器需要采集的模拟信号较多，可以包括：6～12路电流信号、6～12路电压信号、6～12路温度信号等。如果对每一路模拟信号均进行硬件保护设计，则会造成较大的硬件资源压力。在一种可选的实施例中，对于同一类型，且具有相同保护值的模拟信号，可以通过绝对值包络线采样电路，获取其中的最大值曲线进行保护，从而简化布线难度、降低资源需求，并且有利于故障的观测。
在本发明上述实施例中，变频器还包括：第二微处理器，其中，该方法还包括：在完成初始化，且与上位机建立以太网通信连接之后，第二微处理器向主控制器进行数据交互，并将返回的信息通过网络通信传递给上位机。
上述步骤中的第二微处理器可以是ARM(Advanced RISC Machines)处理器，但不仅限于此。ARM处理器主要负责与上位机的通信控制，利用ARM内置的通信模块可以实现对外的多种通信功能。上述的上位机可以是对变频器进行监控、程序烧录等的计算机终端、移动终端等，本发明对此不作具体限定。
在一种可选的实施例中，如图12所示，可以在FPGA上构建双口RAM(Random AccessMemory，随机存储器)实现和ARM的高速并行通信，ARM进行变频器的通信控制，并通过以太网实现与上位机的数据交互。通过以太网通信，实现了DSP算法程序的远程烧录及历史数据在线观测功能。
需要说明的是，如图12所示，为了实现变频器运行历史数据的存取，可以在FPGA上构建NAND FLASH控制器，通过NAND FLASH控制器控制外部NAND FLASH存储器进行历史数据的存储和读取，从而可以实现高速率、高密度的数据存储，提供了变频器故障排查及状态观测的充足的数据。
在本发明上述实施例中，第二微处理器与上位机建立以太网通信连接之后，该方法还包括：第二微处理器将上位机发送的传输数据发送至第一微处理器；第一微处理器对传输数据进行缓存，并将缓存的传输数据转存到第二外部存储器中。
上述步骤中的第二外部存储器可以是与DSP连接的外部NOR FLASH，但不仅限于此。
需要说明的是，变频器的DSP程序大多是通过JTAG(Joint Test Action Group，联合测试行动小组)进行仿真器烧录，但是，在测试和售后等应用中，通过仿真器烧录程序存在便捷性差和安全性低的缺点。
在一种可选的实施例中，DSP运行程序可以通过外部的存储器NOR FLASH引导，也即在上电后通过DSP读取外部存储器的程序代码，完成DSP自身的程序导入工作。因此，只需通过对外部存储器的数据进行改写，即可实现程序的更改。通过以外网实现程序远程烧录的实现流程如图13所示，在程序远程烧录开始之后，DSP可以配置以太网信息，当DSP与上位机建立了以太网通信的硬件底层的连接后，上位机将编译后的DSP程序代码，通过以太网传输到DSP内部的数据缓存区，DSP再将程序数据转存到外部存储器相应的启动程序的地址中。程序录入外部存储器后，只需要将DSP重新下电再上电，DSP就可以将外部存储器中的新程序读入，从而实现DSP的程序更新。通过以太网通信，实现了变频器程序的远程更新功能，提升了实验测试和售后维修的便携性。
在本发明上述实施例中，在接收到上位机发送的烧录指令之后，第一微处理器对传输数据进行解析和校验，在校验成功的情况下，将传输数据进行缓存。
在一种可选的实施例中，如图13所示，在接收到上位机发送的烧录指令之后，可以进行数据解析并校验，在校验成功的情况下，将烧录程序写入NOR FLASH，直至程序烧录完成，进而程序远程烧录结束。
在本发明上述实施例中，主控制器为不同的微处理器之间提供通信通路，其中，不同的微处理器使用通信通路进行直接的信息交互。
在一种可选的实施例中，利用FPGA的可编程逻辑特性，可以构建高速底层接口，例如AD控制接口、uPP高速通信接口、双口RAM等，从而DSP之间可以通过FPGA的uPP高速通信底层通路，实现DSP之间的快速信息交互，可实现更高协同性的整流逆变控制，避免出现因两者调制时差引起的变频器系统故障；DSP和ARM之间可以通过FPGA的uPP高速通信底层通路和双口RAM底层通路实现信息交互。
在本发明上述实施例中，该方法还包括：主控制器获取变频器的多个检测参数；主控制器对多个检测参数进行并行处理，并基于每个检测参数与预先设定的故障参数的比较结果，确定变频器是否存在故障；当变频器发生故障时，主控制器阻断内部的控制单元输出交互数据，并存储故障信息，其中，控制单元用于生成控制信息，控制信息包括如下至少之一：状态控制信息、上电控制信息、故障保护控制信息、模拟采样控制信息、采样保护控制信息、通信控制信息、存储控制信息和检测控制信息。
上述步骤中的检测参数可以是如图14所示的电流、电压、温度和通信等，但不仅限于此。
在微处理器(如DSP、ARM)中实现故障保护，需要对故障保护条件进行轮循的访问，也即通过串行处理实现。但是，上述的串行处理模式在故障保护条件增多的情况下，会占用更多的时钟周期，影响保护的及时性。由于FPGA本身的特性，使得FPGA的处理数据可以实现更高的并行度，可以实现计算量较小，重复性较高的应用。因此在本发明实施例中，可以通过FPGA实现变频器的故障保护逻辑，保证变频器的故障保护的即时性。通过硬件编程构建各类故障保护值的比较模块(如图9所示的比较电路)，当发生故障时，通过控制FPGA内部的控制单元的使能或清除信号，可以迅速阻断FPGA内部的相关控制单元的输出，进行实现实时性更高的故障保护功能。另外，可以将故障数据信息存储在外部NAND FLASH中，方便后续进行查看和维修，并且通知变频器停机，达到故障停机的目的。
在本发明上述实施例中，当变频器的母线电压达到设定阈值时，控制主控制器的故障检测功能处于使能状态，如果检测到变频器发生故障，则返回到待机启动状态。
上述的设定阈值可以是670V，但不仅限于此。
在一种可选的实施例中，变频器正常工作状态下母线电压维持在670V，开关电源板由母线供电，可以避免紧急停机或停电时，主控平台的突然失电的情况，进而实现能量回馈。另外，在故障检测逻辑(也即上述的故障检测功能)一直处于使能状态，当任何采样值超出保护值时，表明变频器发生故障，可以触发变频器回到待机启动状态。
在本发明上述实施例中，该方法还包括：通过数据选择器获取第三外部存储器或第四外部存储器中存储的配置信息；基于配置信息对主控制器进行配置。
上述的第三外部存储器和第四外部存储器可以是两片NOR FLASH，作为FPGA的配置芯片，但不仅限于此。第三外部存储器和第四外部存储器中可以存入不同的程序，例如，第三外部存储器写入产品程序，第四外部存储器写入实验测试程序，其中，产品程序中不包括变频器运行数据的读取和参数调试等功能；而调试程序中可以实现读取NAND FLASH中的变频器运行历史数据并进行参数调试等功能。上述的数据选择器可以是两路选择器，与第三外部存储器和第四外部存储器连接，可以从两个外部存储器中进行选择。
由于FPGA器件特性为可编程、可重构，因此FPGA在每次上电会对内部的逻辑资源进行配置，掉电后逻辑消失。在此基础上，FPGA可以通过外部存储器进行上电逻辑资源配置。在一种可选的实施例中，如图12所示，可以设置两片NOR FLASH作为FPGA的配置芯片，经过一个数据选择器，可以将FPGA进行不同的配置，从而实现了调试的便捷性，实现FPGA的操作模式的灵活切换，又有效地增加了变频器的信息安全性能。
下面结合图15和图16对本发明一种优选的实施例进行详细说明，可以将将PFC板、电机板和继电器板三块控制器合并成为一块控制器，即三处理器主控平台，三处理主控平台以FPGA+DSP+ARM三种类型的处理器的架构搭建，并辅以外围电路组成。
如图15所示，主控平台中以FPGA为主控制核心，主要负责变频器的逻辑控制、故障保护控制、模拟采样控制、运行数据存储控制和驱动信号检测控制等；DSP主要负责整流和逆变的算法控制；ARM主要负责与上位机的通信控制。利用FPGA的可编程逻辑特性，构建高速底层接口，如AD控制接口、“一对二”uPP高速通信接口；并通过其并行度高的特性，实现逻辑保护及综合状态机的构建，包括控制变频器启动及状态切换的继电器控制和触电反馈检测，及各部分底层接口，通信控制，存储控制等的时序控制。利用DSP内部的数字信号的高速运算能力，专注于执行控制算法的实现。当触发闭环算法程序时，DSP通过EPWM-SOCA发送采样数据请求，FPGA的AD控制接口通过“一对二”uPP高速通信接口反馈采样数据。该采样数据返回来触发DSP内部中断，并利用此数据进行高速的算法调制运算，并通过PWM信号装载模块实现PWM信号输出。利用ARM内置的丰富的通信模块实现对外的多种通信功能，与FPGA间的网络通信以公用FPGA内部构建的双口RAM实现两处理器间的高速信息交互。
主控制核心(FPGA)、算法核心(DSP)和通信核心(ARM)的工作时序流程图如附图16所示。变频器上电后，通过开关电源板给控制器进行供电，并触发控制器上电逻辑。待上电结束，FPGA查询是否于DSP、ARM建立正常通信。待各处理器间建立正常的通信后，FPGA内部同步开启所有的逻辑控制模块，包括变频器状态控制逻辑、AD采样控制和FLASH存储控制等。待检测到母线电压达到设定阈值时，进入开关电源板切换逻辑。至此实现了变频器待机启动状态。故障检测逻辑一直处于使能状态，当任何采样值超出设定阈值，就出发回到待机启动状态。当FPGA接收到启动指令后，控制DSP1进入整流控制算法。DSP1向FPGA通过uPP高速通信请求模拟采样数据。算法调制输出的PWM信号，经过FPGA的内部的逻辑互锁，输出到控制器后级的驱动电路。当FPGA接收到启动指令后，控制DSP2进入逆变控制算法；DSP2对电机进行开环调制，拖动电机进行转动，待可以进行模拟数据采集时，切入闭环算法调制。DSP2向FPGA通过uPP高速通信请求模拟采样数据。算法调制输出的PWM信号，经过FPGA的内部的逻辑互锁，输出到控制器后级的驱动电路。DSP1与DSP2间通过FPGA的uPP高速通信底层通路，可实现两DSP间的快速信息交互，可实现更高协同性的整流逆变控制，避免出现因两者调制时差引起的变频器系统故障。ARM完成初始化后，等待上位机的网络连接建立请求。当与上位机建立连接后，ARM向FPGA进行数据交互，并将返回的信息通过网络通信传递给上位机平台。
通过上述方案，通过使用FPGA+DSP+ARM三处理器架构，解决了四象限变频器板间通信延时及通信数据量局限的问题，提升了运行控制的协同性；通过增加大容量数据存储芯片和以太网通信功能，解决了故障排查及变频器调试的便携性；通过FPGA的可编程和可重构性、ARM和DSP的丰富的接口和内部资源，为控制器提供了进行功能优化和拓展的硬件基础；通过改进硬件架构及设计，进而从数据采集、数据处理、数据传输等环节，提升了变频器的性能及可靠性。
实施例2
根据本发明实施例，提供了一种变频器的控制系统。该系统可以执行上述实施例中的控制方法，具体实现方式和应用场景与上述实施例相同，在此不做赘述。
图17是根据本发明实施例的一种变频器的控制系统的示意图，如图17所示，该系统包括：主控制器10和至少一个第一微处理器20(图中示出两个)，主控制器10包括：至少一个高速通信接口11，至少一个第一微处理器20与至少一个高速通信接口11(图中示出一个)连接。
其中，主控制器10用于生成变频器的控制信息；第一微处理器20用于基于控制信息，对变频器的输出电压进行整流和逆变的算法控制。
上述的变频器可以是磁悬浮大功率变频器，但不仅限于此。主控制器可以是FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)，主要负责变频器的逻辑控制、故障保护控制、模拟采样控制、运行数据存储控制和驱动信号检测控制等。第一微处理器可以是DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)，主要负责整流和逆变的算法控制。高速通信接口可以是通用并行端口(Universal Parallel Port，uPP)，uPP通信为高速的外部通信接口协议，取消地址线的同时提升了数据传输速度，最高可达70MHz。上述的控制信息可以是变频器的逻辑控制信息，控制DSP生成全控整流桥和全控逆变桥的驱动信号。
在本发明上述实施例中，如图17所示，该系统还包括：开关电源板30。
其中，开关电源板30用于为主控制器10和第一微处理器20进行供电，并触发主控制器10和第一微处理器20上电；主控制器10还用于在确定每个第一微处理器20完成初始化的情况下，与每个第一微处理器20建立通信关系。
可选地，开关电源板至少由两部分电压源提供电能，电压源包括：三相输入端供电和母线电压供电，其中，主控制器用于基于母线电压来控制开关电源板使用不同的电压源进行供电。具体地，当母线电压低于预设电压时，采用三相输入端供电，当母线电压高于预设电压时，采用母线电压供电。上述的预设电压可以是470V，但不仅限于此，可以根据实际需要进行设定。
可选地，开关电源板还用于获取主控制器和第一微处理器的电压等级；按照电压等级的顺序，控制主控制器和第一微处理器上的电源使能信号，以触发主控制器和第一微处理器上电。
可选地，该系统还包括：驱动电路，第一微处理器包括：处理模块和信号装载模块，主控制器还包括：驱动保护模块，处理模块与信号装载模块连接，驱动保护模块与信号装载模块和驱动电路连接。
其中，处理模块用于对电压环和电流环进行整流控制，调制第一驱动信号，或对电机进行开环逆变调制，在允许进行模拟数据采集时，切入闭环逆变调制，调制第二驱动信号；信号装载模块用于输出第一驱动信号或第二驱动信号；驱动保护模块用于对第一驱动信号或第二驱动信号进行逻辑互锁，并输出到驱动电路。
可选地，驱动保护模块还用于在接收到第一驱动信号和第二驱动信号之后，通过比较接收到的驱动信号，禁止输出同为高电平的驱动信号，并通过检测驱动信号的死区时间，确定是否允许电平翻转。
在本发明上述实施例中，如图17所示，该系统还包括：外部采样芯片40和第一外部存储器50，其中，主控制器10还包括：采样控制接口12和第一存储控制模块13，采样控制接口12与外部采样芯片40连接，第一存储控制模块13与第一外部存储器50连接。
其中，外部采样芯片40用于采集采样数据；第一外部存储器50用于存储采样数据；至少一个高速通信接口11还用于接收至少一个第一微处理器20发送的采样请求；采样控制接口12用于控制外部采样芯片40以及接收采样数据；第一存储控制模块13用于将接收到的采样数据存储至第一外部存储器50。
上述的外部采样芯片可以是外部AD(Analog-to-Digital，模数转换)采样芯片，具有速度快、并行度高的特点，可以最大程度的还原模拟信号数据。第一外部存储器可以是NAND FLASH，但不仅限于此。采样请求可以是模拟数据采样请求。
可选地，该系统还包括：外部保护芯片和比较电路，主控芯片还包括：保护控制接口，外部转换芯片与保护通知接口连接，比较电路与外部转换芯片和驱动电路连接。
其中，保护控制接口用于控制外部转换芯片对采样数据对应的设定数据进行处理；比较电路用于基于采样数据与处理后的设定数据的比较结果，对驱动电路进行输出保护控制。
可选地，采样数据包括：多路模拟信号，其中，该系统还包括：采样电路，与主控制器和比较电路连接。
其中，主控制器用于将多路模拟信号划分为至少一个信号集合，其中，每个信号集合中的至少一路模拟信号的类型相同，且具有相同的保护值；采样电路用于对每个信号集合中的至少一路模拟信号进行处理，得到目标模拟信号；比较电路还用于将目标模拟信号与目标模拟信号对应的设定模拟信号进行比较。
在本发明上述实施例中，如图17所示，该系统还包括：上位机60和第二微处理器70，主控制器10包括：双端口随机存储器14，第二微处理器70与上位机60建立以太网通信连接，与双端口随机存储器14连接。
其中，上位机60用于发送传输数据；第二微处理器70用于向主控制器10进行数据交互，并将返回的信息通过网络通信传递给上位机60。
上述的上位机可以是对变频器进行监控、程序烧录等的计算机终端、移动终端等，本发明对此不作具体限定。第二微处理器可以是ARM(Advanced RISC Machines)处理器，但不仅限于此。ARM处理器主要负责与上位机的通信控制，利用ARM内置的通信模块可以实现对外的多种通信功能。
在本发明上述实施例中，如图17所示，该系统还包括：第二外部存储器80，第一微处理器20包括：缓存模块21和第二存储控制模块22，第二存储控制模块22与缓存模块21和第二外部存储器80连接。
其中，第二外部存储器80用于存储传输数据；缓存模块21用于缓存经由第二微处理器70转发的传输数据；第二存储控制模块22用于将缓存的传输数据转存到第二外部存储器80中。
上述的第二外部存储器可以是与DSP连接的外部NOR FLASH，但不仅限于此。
可选地，第一微处理器还包括：第一处理模块。
其中，第一处理模块用于在接收到上位机发送的烧录指令之后，第一微处理器对传输数据进行解析和校验；第二存储控制模块还用于在校验成功的情况下，将传输数据进行缓存。
可选地，主控制器为不同的微处理器之间提供通信通路，其中，不同的微处理器使用通信通路进行直接的信息交互。
可选地，主控制器还包括：多个比对模块和控制单元，控制单元和多个比对模块连接，多个比对模块并行运行。
其中，每个比对模块用于将获取到的检测参数与预先设定的故障参数进行比对；控制单元用于基于多个比对模块输出的比对结果，确定变频器是否存在故障，并当变频器发生故障时，阻断输出交互数据，其中，控制单元用于生成控制信息，控制信息包括如下至少之一：状态控制信息、上电控制信息、故障保护控制信息、模拟采样控制信息、采样保护控制信息、通信控制信息、存储控制信息和检测控制信息；第一存储控制模块还用于将故障信息存储至第一外部存储器。
可选的，主控制器还用于当变频器的母线电压达到设定阈值时，控制故障检测功能处于使能状态，如果检测到变频器发生故障，则返回到待机启动状态。
可选的，该系统还包括：第三外部存储器、第四外部存储器和数据选择器，数据选择器与第三外部存储器、第四外部存储器和主控制器连接。
其中，第三外部存储器用于存储第一配置信息；第四外部存储器用于存储第二配置信息；数据选择器用于获取第三外部存储器或第四外部存储器中存储的配置信息；主控制器用于基于获取到的配置信息进行配置。
实施例3
根据本发明实施例，提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机存储介质所在设备执行上述实施例1中的变频器的控制方法。
实施例4
根据本发明实施例，提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述实施例1中的变频器的控制方法。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (24)

1.一种变频器的控制方法，其特征在于，所述变频器包括：主控制器和至少一个第一微处理器；其中，所述方法包括：
所述主控制器生成所述变频器的控制信息，并通过至少一个高速通信接口发送至所述至少一个第一微处理器；
所述至少一个第一微处理器基于所述控制信息，对所述变频器的输出电压进行整流和逆变的算法控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变频器还包括：开关电源板，其中，所述方法还包括：
通过所述开关电源板为所述主控制器和所述第一微处理器进行供电，并触发所述主控制器和所述第一微处理器上电；
在确定每个第一微处理器完成初始化的情况下，所述主控制器与每个第一微处理器建立通信关系。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，触发所述主控制器和所述第一微处理器上电包括：
获取所述主控制器和所述第一微处理器的电压等级；
按照所述电压等级的顺序，控制所述主控制器和所述第一微处理器上的电源使能信号，以触发所述主控制器和所述第一微处理器上电。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述开关电源板至少由两部分电压源提供电能，所述主控制器基于所述变频器的母线电压控制所述开关电源板使用不同的电压源进行供电，其中，在所述电压源包括三相输入端供电和母线电压供电的情况下，当所述母线电压低于预设电压时，采用所述三相输入端供电，当所述母线电压高于所述预设电压时，采用所述母线电压供电。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个第一微处理器基于所述控制信息，对所述变频器的输出电压进行整流和逆变的算法控制包括：
所述至少一个第一微处理器基于所述控制信息对电压环和电流环进行整流控制，调制输出第一驱动信号，并经由所述主控制器内部的逻辑互锁，输出到所述主控制器后级的驱动电路；
所述至少一个第一微处理器基于所述控制信息对电机进行开环逆变调制，在允许进行模拟数据采集时，切入闭环逆变调制，调制输出第二驱动信号，并经由所述主控制器内部的逻辑互锁，输出到所述驱动电路。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在接收到所述第一驱动信号和所述第二驱动信号之后，所述主控制器通过比较接收到的驱动信号，禁止输出同为高电平的驱动信号，并通过检测所述驱动信号的死区时间，确定是否允许电平翻转。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述主控制器通过所述至少一个高速通信接口接收所述至少一个第一微处理器发送的采样请求；
所述主控制器通过采样控制接口控制外部采样芯片进行数据采样，并接收所述外部采样芯片反馈的采样数据；
所述主控制器通过所述至少一个高速通信接口发送所述采样数据至所述至少一个第一微处理器，并将所述采样数据存储至第一外部存储器中。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在接收所述外部采样芯片反馈的采样数据之后，所述方法还包括：
将所述采样数据与所述采样数据对应的设定数据进行比较；
基于比较结果对所述主控制器后级的驱动电路进行输出保护控制。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述采样数据包括：多路模拟信号，其中，在所述主控制器将所述采样数据与所述采样数据对应的设定数据进行比较之前，所述方法还包括：
所述主控制器将所述多路模拟信号划分为至少一个信号集合，其中，每个信号集合中的至少一路模拟信号的类型相同，且具有相同的保护值；
通过采样电路对每个信号集合中的至少一路模拟信号进行处理，得到目标模拟信号；
将所述目标模拟信号与所述目标模拟信号对应的设定模拟信号进行比较。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变频器还包括：第二微处理器，其中，所述方法还包括：
在完成初始化，且与上位机建立以太网通信连接之后，所述第二微处理器向所述主控制器进行数据交互，并将返回的信息通过网络通信传递给上位机。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二微处理器与所述上位机建立以太网通信连接之后，所述方法还包括：
所述第二微处理器将所述上位机发送的传输数据发送至所述第一微处理器；
所述第一微处理器对所述传输数据进行缓存，并将缓存的传输数据转存到第二外部存储器中。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在接收到所述上位机发送的烧录指令之后，所述第一微处理器对所述传输数据进行解析和校验，在校验成功的情况下，将所述传输数据进行缓存。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的方法，其特征在于，所述主控制器为不同的微处理器之间提供通信通路，其中，所述不同的微处理器使用所述通信通路进行直接的信息交互。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述主控制器获取所述变频器的多个检测参数；
所述主控制器对所述多个检测参数进行并行处理，并基于每个检测参数与预先设定的故障参数的比对结果，确定所述变频器是否存在故障；
当所述变频器发生故障时，所述主控制器阻断内部的控制单元输出交互数据，并存储故障信息，其中，所述控制单元用于生成所述控制信息，所述控制信息包括如下至少之一：状态控制信息、上电控制信息、故障保护控制信息、模拟采样控制信息、采样保护控制信息、通信控制信息、存储控制信息和检测控制信息。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述变频器的母线电压达到设定阈值时，控制所述主控制器的故障检测功能处于使能状态，如果检测到所述变频器发生故障，则返回到待机启动状态。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过数据选择器获取第三外部存储器或第四外部存储器中存储的配置信息；
基于所述配置信息对所述主控制器进行配置。
17.一种变频器的控制系统，其特征在于，包括：
主控制器，包括：至少一个高速通信接口，所述主控制器用于生成所述变频器的控制信息；
至少一个第一微处理器，与所述至少一个高速通信接口连接，所述第一微处理器用于基于所述控制信息，对所述变频器的输出电压进行整流和逆变的算法控制。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
开关电源板，用于为所述主控制器和所述第一微处理器进行供电，并触发所述主控制器和所述第一微处理器上电；
所述主控制器还用于在确定每个第一微处理器完成初始化的情况下，与每个第一微处理器建立通信关系。
19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述开关电源板至少由两部分电压源提供电能，所述电压源包括：三相输入端供电和母线电压供电，其中，所述主控制器用于基于所述母线电压来控制所述开关电源板使用不同的电压源进行供电。
20.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
外部采样芯片，用于采集采样数据；
第一外部存储器，用于存储所述采样数据；
所述高速通信接口还用于接收所述第一微处理器发送的采样请求；
所述主控制器还包括：采样控制接口，与所述外部采样芯片连接，用于控制所述外部采样芯片以及接收所述采样数据；
第一存储控制模块，与所述第一外部存储器连接，用于将接收到的采样数据存储至所述第一外部存储器。
21.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
上位机，用于发送传输数据；
所述主控制器包括：双端口随机存储器；
第二微处理器，与所述上位机建立以太网通信连接，与所述双端口随机存储器连接，用于向所述主控制器进行数据交互，并将返回的信息通过网络通信传递给所述上位机。
22.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
第二外部存储器，用于存储所述传输数据；
所述第一微处理器包括：缓存模块，用于缓存经由所述第二微处理器转发的所述传输数据；
第二存储控制模块，与所述缓存模块和所述第二外部存储器连接，用于将缓存的传输数据转存到所述第二外部存储器中。
23.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机存储介质所在设备执行权利要求1至16中任意一项所述的变频器的控制方法。
24.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至16中任意一项所述的变频器的控制方法。
CN202010606486.9A 2020-06-29 2020-06-29 变频器的控制方法和系统、计算机存储介质及处理器 Pending CN111614268A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010606486.9A CN111614268A (zh) 2020-06-29 2020-06-29 变频器的控制方法和系统、计算机存储介质及处理器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010606486.9A CN111614268A (zh) 2020-06-29 2020-06-29 变频器的控制方法和系统、计算机存储介质及处理器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111614268A true CN111614268A (zh) 2020-09-01

Family

ID=72203971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010606486.9A Pending CN111614268A (zh) 2020-06-29 2020-06-29 变频器的控制方法和系统、计算机存储介质及处理器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111614268A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112180798A (zh) * 2020-10-09 2021-01-05 珠海格力电器股份有限公司 时序控制电路、电源控制电路和变频器
CN114500566A (zh) * 2021-12-29 2022-05-13 深圳市英威腾电气股份有限公司 通信方法及接口设备
CN114844597A (zh) * 2022-03-28 2022-08-02 苏州英威腾电力电子有限公司 变频器的通信方法、装置和电子设备

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112180798A (zh) * 2020-10-09 2021-01-05 珠海格力电器股份有限公司 时序控制电路、电源控制电路和变频器
CN114500566A (zh) * 2021-12-29 2022-05-13 深圳市英威腾电气股份有限公司 通信方法及接口设备
CN114500566B (zh) * 2021-12-29 2023-07-21 深圳市英威腾电气股份有限公司 通信方法及接口设备
CN114844597A (zh) * 2022-03-28 2022-08-02 苏州英威腾电力电子有限公司 变频器的通信方法、装置和电子设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111614268A (zh) 变频器的控制方法和系统、计算机存储介质及处理器
CA2809142C (en) Microgrid control system
CN101916090B (zh) 一种无人机机载三余度电气负载管理中心
US7619324B2 (en) Power system with multiple generator sets
CN207150526U (zh) 多组件级快速关断装置及光伏系统
CN102222901B (zh) 一种模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程
CN105281356A (zh) 一种多端柔性直流输电系统的协调控制方法
CN100492235C (zh) 基于有限状态机的燃料电池分布式控制系统的控制方法
CN212627702U (zh) 变频器及其控制系统
CN109910678A (zh) 车载双源电池包的能源充电系统、方法、设备及存储介质
CN102437636B (zh) 供电方法及供电控制设备
CN112542829A (zh) 应用于电子设备的多路供电管理方法及多路供电装置
CN109062392A (zh) 一种自动切换服务器板卡供电的设备、方法及系统
CN103414430B (zh) 一种减小帆板驱动线路主备份磁耦合的方法
CN105071522A (zh) 高压直流供电系统及其供电方法
CN103250324A (zh) 电源控制系统
CN205081559U (zh) 一种高压变频器控制系统热备用拓扑结构
CN207623767U (zh) 一种一键开关机系统
KR101491794B1 (ko) 가전기기 연계형 에너지 공급 시스템 및 그 제어방법
CN103036308A (zh) 逆变器、电源、控制逆变器辅助电源的方法及装置
CN103269189B (zh) 矿山机车变频器单机、双机自动切换运行装置及控制方法
JP6116774B1 (ja) Ｐｎ母線共通システム、回生制御装置及び回生制御方法
CN204967675U (zh) 变频器多机同步控制装置
CN210517893U (zh) 一种用于通信与数据机房的柴油发电机组控制系统
CN105703470A (zh) 多电源供电系统和用于该多电源供电系统的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination