CN207851170U - 变频器黑匣子系统 - Google Patents
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Abstract
一种变频器黑匣子系统，包括变频器和黑匣子。变频器包括变频器CPU、第一缓存存储器、通信接口和电压输出接口；变频器CPU分别与第一缓存存储器和通信接口连接。黑匣子包括黑匣子CPU、第二缓存储存器、通信电路、电源电路、电压采样电路、实时时钟芯片和存储模块。电源电路的输入端与变频器的电压输出接口连接，电源电路的输出端与黑匣子CPU连接。电压采样电路的输入端与电源电路的输入端连接，电压采样电路的输出端与黑匣子CPU连接。实时时钟芯片与黑匣子CPU连接。通信电路与变频器的通信接口连接。黑匣子CPU分别与通信电路、第二缓存储存器和存储模块连接。本实用新型能够记录和保存变频器故障前的一段时间内的大量工作数据。
Description
技术领域
本实用新型涉及变频器技术，尤其涉及变频器黑匣子系统。
背景技术
变频器在工业现场使用过程中可能会报各种故障，可能是软件算法缺陷、电网波动、外围器件原因或者变频器本身硬件器件失效等等。出于成本考虑，变频器本身只能存储故障时刻的少量信息，这些信息不足以让研发人员准确定位故障发生的根本原因；另外有些故障可能是随机出现的，需要花费很大的成本去复现。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种变频器黑匣子系统，其能够记录和保存变频器故障前的一段时间内的大量工作数据，便于工作人员对故障进行诊断。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：
一种变频器黑匣子系统，包括变频器和黑匣子；变频器包括变频器CPU、第一缓存存储器、通信接口和电压输出接口；变频器CPU分别与第一缓存存储器和通信接口连接，变频器CPU用于周期性地将变频器工作数据缓存到第一缓存存储器中，并在变频器发生故障时通过通信接口向外部发出故障信号；电压输出接口用于向外输出直流电压；黑匣子包括黑匣子CPU、第二缓存储存器、通信电路、电源电路、电压采样电路、实时时钟芯片和存储模块；电源电路的输入端与变频器的电压输出接口连接，电源电路的输出端与黑匣子CPU连接，电源电路用于从变频器的电压输出接口取电，并对黑匣子CPU供电，并且在变频器掉电后仍然能维持工作一段时间；电压采样电路的输入端与电源电路的输入端连接，电压采样电路的输出端与黑匣子CPU连接，电压采样电路用于采集电源电路输入端的电压；实时时钟芯片与黑匣子CPU连接，以向黑匣子CPU提供实时时钟信息；通信电路与变频器的通信接口连接，以实现黑匣子与变频器之间的通信；黑匣子CPU分别与通信电路、第二缓存储存器和存储模块连接，黑匣子CPU用于通过通信电路实时获取存储在所述第一缓存存储器中的变频器工作数据，将所获取的变频器工作数据缓存到所述第二缓存储存器中，并且将电压采样电路的输出电压与预设的变频器掉电电压阈值进行比较，在电压采样电路的输出电压小于变频器掉电电压阈值时或者接收到变频器发出的故障信号时，将存储在第二缓存储存器中的变频器工作数据保存到存储模块中。
本实用新型至少具有以下技术效果：
1、本实用新型的黑匣子在变频器发生故障时能够将变频器发生故障前的一段时间内的工作数据保存到存储模块中，从而便于工作人员对故障进行诊断，查找出故障发生的原因并进行相应的修复处理；
2、本实用新型的黑匣子可以作为变频器的独立配件，有需要时接入变频器，不需要时拆下，并且由变频器本身供电，使用非常方便。
附图说明
图1示出了根据本实用新型一实施例的变频器黑匣子系统的原理框图。
图2示出了根据本实用新型一实施例的黑匣子的电源电路和电压采样电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
请参阅图1。根据本实用新型一实施例的变频器黑匣子系统包括变频器1和黑匣子2。
变频器1包括变频器CPU10、第一缓存存储器11、通信接口13和电压输出接口14。变频器CPU10分别与第一缓存存储器11和通信接口13连接，变频器CPU10用于周期性地将变频器工作数据缓存到第一缓存存储器11中，并在变频器发生故障时通过通信接口13向外部发出故障信号。电压输出接口14用于向外输出直流电压。
现有的变频器通常都具有在发生故障时向外部发出故障信号的功能，同时也具有能够向外输出直流电压的电压输出接口。上述的周期性地将变频器工作数据缓存到第一缓存存储器11中是指变频器CPU10每间隔一预设的时间就将变频器工作数据缓存到第一缓存存储器11中。变频器工作数据包括母线电压、给定速度、反馈速度、输出力矩、三相输出电流瞬时值等。
黑匣子2包括黑匣子CPU20、第二缓存储存器22、通信电路23、电源电路24、电压采样电路25、实时时钟（RTC）芯片26和存储模块27。
电源电路24的输入端与变频器1的电压输出接口14连接，电源电路24的输出端与黑匣子CPU20连接，电源电路24用于从变频器1的电压输出接口14取电，并对黑匣子CPU20供电，并且在变频器1掉电后仍然能维持工作一段时间。电压采样电路25的输入端与电源电路24的输入端连接，电压采样电路25的输出端与黑匣子CPU20连接，电压采样电路25用于采集电源电路24输入端的电压。
图2示出了根据本实用新型一实施例的黑匣子的电源电路24和电压采样电路25的电路原理图。在本实施例中，电源电路24包括电压转换电路241和储能电容C24。电压转换电路241的输入端与变频器的电压输出接口14连接，电压转换电路241的输出端与黑匣子CPU20连接，电压转换电路241用于将电压输出接口14输出的直流电压转换为黑匣子CPU的工作电压。储能电容C24与电压转换电路241的输出端并联连接。当变频器掉电时，可以通过储能电容C24存储的能量进行黑匣子CPU20供电的维持，并持续一段时间。电压采样电路25由分压电路251组成，分压电路251用于将电源电路24的输入端电压（即电源电路所接收到的电压输出接口输出的直流电压）进行分压，并输出给黑匣子CPU20。
在本实施例中，电压输出接口14输出的直流电压为5V，黑匣子CPU20的工作电压为3.3V。电压转换电路241主要由电压转换芯片U2、第一滤波电容C1和第二滤波电容C2组成。储能电容C24的电容大小为0.1F。分压电路251由彼此串联的第一电阻R22和第二电阻R23组成。
实时时钟芯片26与黑匣子CPU20连接，以向黑匣子CPU20提供实时时钟信息。该实时时钟信息包括年、月、日、时、分、秒。
通信电路23与变频器1的通信接口13连接，以实现黑匣子2与变频器1之间的通信。
黑匣子CPU20分别与通信电路23、第二缓存储存器22和存储模块27连接，黑匣子CPU20用于通过通信电路23实时获取存储在第一缓存存储器12中的变频器工作数据，将所获取的变频器工作数据缓存到第二缓存储存器22中，并且将电压采样电路25的输出电压与预设的变频器掉电电压阈值进行比较，在电压采样电路25的输出电压小于变频器掉电电压阈值时或者接收到变频器1发出的故障信号时，将存储在第二缓存储存器22中的变频器工作数据保存到存储模块27中。
电压采样电路25的输出电压小于变频器掉电电压阈值时意味着变频器1发生了掉电。变频器1因为某些故障在突发掉电时通常来不及向外部发出故障信号。本申请的黑匣子可以在变频器突发掉电时也能够将变频器发生掉电故障前的一段时间内的工作数据保存到存储模块中。
在本实施例中，第一缓存存储器12和第二缓存存储器22均为RAM存储器。RAM存储器的存储空间有限，后续存入的数据会覆盖之前存入的数据。通信接口13为串口；通信电路23为串口通信电路。存储模块27为可插拔的存储介质，可插拔的存储介质可以是SD卡等。存储模块27可以连入计算机，工作人员可通过计算机读取保存在存储模块27中的变频器工作数据，进而对变频器故障进行诊断，查找出故障发生的原因并进行相应的修复处理。
Claims (7)
1.一种变频器黑匣子系统，其特征在于，包括变频器和黑匣子；
所述变频器包括变频器CPU、第一缓存存储器、通信接口和电压输出接口；所述变频器CPU分别与所述第一缓存存储器和所述通信接口连接，变频器CPU用于周期性地将变频器工作数据缓存到所述第一缓存存储器中，并在变频器发生故障时通过所述通信接口向外部发出故障信号；所述电压输出接口用于向外输出直流电压；
所述黑匣子包括黑匣子CPU、第二缓存储存器、通信电路、电源电路、电压采样电路、实时时钟芯片和存储模块；所述电源电路的输入端与变频器的电压输出接口连接，电源电路的输出端与所述黑匣子CPU连接，电源电路用于从变频器的电压输出接口取电，并对黑匣子CPU供电，并且在变频器掉电后仍然能维持工作一段时间；所述电压采样电路的输入端与所述电源电路的输入端连接，所述电压采样电路的输出端与黑匣子CPU连接，电压采样电路用于采集电源电路输入端的电压；所述实时时钟芯片与黑匣子CPU连接，以向黑匣子CPU提供实时时钟信息；所述通信电路与所述变频器的通信接口连接，以实现黑匣子与变频器之间的通信；所述黑匣子CPU分别与所述通信电路、所述第二缓存储存器和所述存储模块连接，黑匣子CPU用于通过所述通信电路实时获取存储在所述第一缓存存储器中的变频器工作数据，将所获取的变频器工作数据缓存到所述第二缓存储存器中，并且将所述电压采样电路的输出电压与预设的变频器掉电电压阈值进行比较，在电压采样电路的输出电压小于所述变频器掉电电压阈值时或者接收到变频器发出的故障信号时，将存储在所述第二缓存储存器中的变频器工作数据保存到所述存储模块中。
2.根据权利要求1所述的变频器黑匣子系统，其特征在于，所述电源电路包括电压转换电路和储能电容；所述电压转换电路的输入端与变频器的电压输出接口连接，所述电压转换电路的输出端与所述黑匣子CPU连接，电压转换电路用于将电压输出接口输出的直流电压转换为黑匣子CPU的工作电压；所述储能电容与所述电压转换电路的输出端并联连接；
所述电压采样电路的输入端与电压转换电路的输入端连接。
3.根据权利要求1或2所述的变频器黑匣子系统，其特征在于，所述电压采样电路由分压电路组成，所述分压电路用于将电源电路的输入端电压进行分压，并输出给黑匣子CPU。
4.根据权利要求1所述的变频器黑匣子系统，其特征在于，所述的第一缓存存储器和第二缓存存储器均为RAM存储器。
5.根据权利要求1所述的变频器黑匣子系统，其特征在于，所述通信接口为串口；所述通信电路为串口通信电路。
6.根据权利要求1所述的变频器黑匣子系统，其特征在于，所述的存储模块为可插拔的存储介质。
7.根据权利要求6所述的变频器黑匣子系统，其特征在于，所述的可插拔的存储介质为SD卡。
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| CN201721904192.4U CN207851170U (zh) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | 变频器黑匣子系统 |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN111145530A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-12 | 深圳市库马克新技术股份有限公司 | 一种高压变频器功率单元的通信方法 |
| CN111145529A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-12 | 深圳市库马克新技术股份有限公司 | 一种高压变频器级联式功率单元的通信方法 |
| CN112180791A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-05 | 苏州英威腾电力电子有限公司 | 复用监控扩展卡及变频器 |
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| CN111145529B (zh) * | 2019-12-31 | 2023-10-13 | 深圳库马克科技有限公司 | 一种高压变频器级联式功率单元的通信方法 |
| CN111145530B (zh) * | 2019-12-31 | 2023-10-13 | 深圳库马克科技有限公司 | 一种高压变频器功率单元的通信方法 |
| CN112180791A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-05 | 苏州英威腾电力电子有限公司 | 复用监控扩展卡及变频器 |
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