CN221116746U - 一种塔机控制一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种塔机控制一体机，包括主电路、电源电路、检测电路、控制电路和控制器，主电路包括依次设置的整流模块、软启动模块、制动模块和并联的多个逆变器模块，每个逆变器模块的交流输出端一一对应连接塔机的多个电机；电源电路用于将整流得到的直流电源转换为多路电压；检测电路用于检测主电路的缺相信号、直流母线电压以及输出电流信号；控制器的输入端连接检测电路的输出端，控制器的输出端通过控制电路连接主电路的软启动模块、制动模块和逆变器模块，用于根据直流母线电压控制软启动模块运转、根据缺相信号控制制动模块运转以及根据预设参数和输出电流信号控制逆变器模块运转。本实用新型降低了设备成本，减小了设备占用空间。

Description

一种塔机控制一体机

技术领域

本实用新型涉及塔机控制技术领域，具体涉及一种塔机控制一体机。

背景技术

塔式起重机，也称为塔机或塔吊，多用于建筑行业，通过多个电机分别控制其起升、变幅、回转及行走等功能。目前，市场销售的塔机控制设备多为设置与塔机各电机(例如起升电机、回转电机、变幅电机)一一对应的单体变频器，即每个电机通过其对应的一个单体变频器进行控制。在塔机控制的实际应用中，通常做法是将多个单体变频器乃至整个控制系统集成为电控柜。

通过单体变频器控制塔机的单个电机运转，塔机的多个电机则需对应多个变频器，且每个变频器分别对应一个制动电阻，设备成本较高。且将多个单体变频器集成到一个电控柜中，电控柜的体积较大，不利于设备的小型化。

有鉴于此，有必要设计一种能够对塔机的多个电机进行集中控制的塔机控制一体机，以节省设备成本，减小设备体积。

实用新型内容

基于上述表述，本实用新型提供了一种塔机控制一体机，以解决传统塔机控制设备成本高、体积大的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种塔机控制一体机，包括主电路、电源电路、检测电路、控制电路和控制器，其中，

所述主电路包括依次设置的整流模块、软启动模块、制动模块和相互并联的多个逆变器模块，所述整流模块的输入端连接三相电源，每个逆变器模块的交流输出端一一对应连接塔机的多个电机；

所述电源电路的输入端连接所述整流模块的输出端，以获取整流得到的直流电源、电源电路的多个输出端分别连接控制电路，用于将直流电源转换为多路电压；

所述检测电路的输入端连接主电路、检测电路的输出端连接控制电路，用于检测主电路的缺相信号、直流母线电压以及输出电流信号；

所述控制器的若干个输入端分别对应连接所述检测电路的输出端，所述控制器的若干个输出端通过所述控制电路分别对应连接所述主电路的软启动模块、制动模块和逆变器模块，用于根据直流母线电压控制软启动模块运转、根据缺相信号控制制动模块运转以及根据预设参数和输出电流信号控制逆变器模块运转。

与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：本实用新型的塔机控制一体机，通过控制器以及控制电路对主电路中并联的多个逆变器模块进行控制，可同时提供多个电机对应的变频信号，从而分别控制塔机的多个电机；多个逆变器模块采用共母线设计，仅需一个主电路即可控制多个逆变器模块的运转；且主电路只需设置一个制动模块即可控制全部逆变器模块的制动，节省了设备成本，缩减了设备所占空间，实现了设备小型化。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步的，在所述主电路中，所述整流模块为三相整流模块Z，所述软启动模块包括软启动继电器RE、软启动电阻R1和第一母线电容C5/第二母线电容C6，所述制动模块包括制动电阻R4、第一二极管D1和制动开关Q1，所述主电路还包括电抗器L1以及第一逆变器模块IPM1～第n逆变器模块IPMn；

所述检测电路的缺相检测端连接主电路的三相电源输入端，以检测三相电源是否缺相；

所述三相整流模块Z的交流输入端连接三相电源、三相整流模块Z的直流正极输出端串联软启动电阻R1后连接第一母线电容C5/第二母线电容C6的一端，三相整流模块Z的直流负极输出端串联电抗器L1后连接第一母线电容C5/第二母线电容C6的另一端，第一母线电容C5/第二母线电容C6上并联设有第一电阻R2/第二电阻R3，所述检测电路的母线电压检测端连接第一母线电容C5/第二母线电容C6，用于检测主电路的直流母线电压；

软启动继电器RE的常开触点并联软启动电阻R1设置，软启动继电器RE的控制线圈连接所述控制电路；

所述制动电阻R4和制动开关Q1串联设于主电路的直流正极与直流负极之间，所述第一二极管D1与制动电阻R4并联，且所述第一二极管D1反偏设置，制动开关Q1的控制端连接所述控制电路的制动信号输出端；

所述第一逆变器模块IPM1～第n逆变器模块IPMn的直流输入端并联连接主电路的直流母线，第一逆变器模块IPM1～第n逆变器模块IPMn的交流输出端一一对应连接第一电机M1～第n电机Mn，所述检测电路的多个输出电流检测端分别与多个逆变器模块的交流输出端一一对应连接，以检测各个逆变器模块的输出电流。

进一步的，所述控制电路包括3n个驱动保护电路，n≥1，n为逆变器模块IPM的数量，每个所述驱动保护电路对应驱动逆变器模块IPM的一条桥臂；所述驱动保护电路包括第二隔离式栅极驱动器U2、第一隔离式栅极驱动器U1、NPN三极管Q2、PNP三极管Q3、第一稳压管Z2～第二稳压管Z3、第二二极管D2～第六二极管D6、第一电容C8～第十八电容C25和第三电阻R5～第二十二电阻R24；

所述第二隔离式栅极驱动器U2的原边正极、第一隔离式栅极驱动器U1的原边负极通过第四电阻R6并联接入控制器提供的驱动电压W-，第二隔离式栅极驱动器U2的原边负极、第一隔离式栅极驱动器U1的原边正极通过第三电阻R5并联接入控制器提供的驱动电压W+，第二隔离式栅极驱动器U2的原边两极之间、第一隔离式栅极驱动器U1的原边两极之间串联第五电阻R7，驱动电压W+和驱动电压W-的电压差可反向，使得第二隔离式栅极驱动器U2的原边与第一隔离式栅极驱动器U1的原边在任一时刻中仅有其中一者通电；

所述第二隔离式栅极驱动器U2的副边正压供电端连接正工作电源，第二隔离式栅极驱动器U2的副边负压供电端连接负工作电源，第二隔离式栅极驱动器U2的副边输出端通过第六电阻R8输出上桥臂驱动信号GW+；在第二隔离式栅极驱动器U2的副边，正工作电源和负工作电源之间串联设有反偏的第二稳压管Z3和第九电阻R11；

所述第一隔离式栅极驱动器U1的原边正压供电端接正工作电源，第一隔离式栅极驱动器U1的原边负压供电端接地，第一隔离式栅极驱动器U1的反馈端连接所述控制器，以输出第一隔离式栅极驱动器U1的工作状态反馈信号；第一隔离式栅极驱动器U1的副边正压供电端接正工作电源，第一隔离式栅极驱动器U1的副边负压供电端连接负工作电源，第一隔离式栅极驱动器U1的副边保护脚DESAT通过串联的第十四电阻R16/第十五电阻R17/第十七电阻R19连接正工作电源，以设定短路保护阈值；第一隔离式栅极驱动器U1的副边输出端串联第十六电阻R18和第十八电阻R20后输出下桥臂驱动信号GW-；

NPN三极管Q2的发射极E和PNP三极管Q3的发射极E连接，NPN三极管Q2的基极B和PNP三极管Q3的基极B共同连接第一隔离式栅极驱动器U1的副边输出端，NPN三极管Q2的集电极C连接正工作电源，PNP三极管Q3的集电极C连接负工作电源；在第一隔离式栅极驱动器U1的副边，正工作电源和负工作电源之间串联设有反偏的第一稳压管Z2和第十九电阻R21。

进一步的，每个所述逆变器模块分别包括三相全桥逆变器U3、第十九电容C26～第二十一电容C28和第一检流电阻R25～第三检流电阻R27，所述三相全桥逆变器U3的直流正极输入端连接主电路的直流母线正极P，三相全桥逆变器U3的直流负极输入端连接主电路的直流母线负极N，直流母线正极P与直流母线负极N之间并联设置第十九电容C26和第二十电容C27；三相全桥逆变器U3的三个上桥臂控制端一一对应连接所述驱动保护电路的三个上桥臂驱动信号输出端，以接收上桥臂驱动信号GW+/GU+/GV+；三相全桥逆变器U3的三个下桥臂控制端一一对应连接所述驱动保护电路的三个下桥臂驱动信号输出端，以接收下桥臂驱动信号GW-/GU-/GV-；

所述三相全桥逆变器U3的交流输出端输出变频后的三相电W/U/V，所述第一检流电阻R25～第三检流电阻R27一一对应串联于三相全桥逆变器U3的交流输出端W/U/V，所述第一检流电阻R25～第三检流电阻R27的两端分别连接所述检测电路，用于检测三相全桥逆变器U3的输出电流信号；

所述三相全桥逆变器U3中集成有测温电阻Rt，所述第二十一电容C28与测温电阻Rt并联设置，所述测温电阻Rt一端接地、另一端连接检测电路，以输出温度检测信号NTC1。

进一步的，所述检测电路包括母线电压检测电路，所述母线电压检测电路包括第一运放U4、第二十二电容C29～第二十七电容C34、第一电感L2～第二电感L3和第二十三电阻R28～第三十五电阻R40，

所述第一运放U4的正相输入端通过串联的第二十三电阻R28～第二十六电阻R31连接直流母线正极P，所述第一运放U4的正相输入端还通过相互并联的第二十七电阻R32、第二十八电阻R33和第二十二电容C29接地；所述第一运放U4的反相输入端通过串联的第三十二电阻R37～第三十五电阻R40连接直流母线负极N，第一运放U4的反相输入端还通过第三十一电阻R36接地；所述第一运放U4的正压供电端通过第二电感L3连接正工作电源，且第一运放U4的正压供电端还通过相互并联的第二十七电容C34和第二十六电容C33接地；第一运放U4的负压供电端通过第一电感L2连接负工作电源，且第一运放U4的负压供电端还通过相互并联的第二十三电容C30和第二十四电容C31接地；所述第一运放U4的输出端通过相互并联的第二十五电容C32和第二十九电阻R34连接第一运放U4的反相输入端，第一运放U4的输出端还通过第三十电阻R35连接所述控制器，以输出检测的直流母线电压Udc。

进一步的，所述控制电路包括软启动控制电路，所述软启动控制电路包括第一光耦U5、第一功率开关管Q4、第七二极管D7、第三十六电阻R41～第四十一电阻R46以及主电路中的软启动继电器RE，其中软启动继电器RE包括相互并联设置的第一继电器RE1～第四继电器RE4，所述第一继电器RE1～第四继电器RE4的常开触点并联所述软启动电阻R1设置，第一继电器RE1～第四继电器RE4的线圈相互并联设置；

所述控制器提供的软启动控制信号SOFT通过第三十七电阻R42输入所述第一光耦U5的原边阴极，第一光耦U5的原边阳极接正工作电压，第三十八电阻R43与第三十七电阻R42并联，第三十六电阻R41的两边一一对应连接所述第一光耦U5的原边两极；所述第一光耦U5的副边集电极接正工作电压，第一光耦U5的副边发射极通过串联的第三十九电阻R44～第四十一电阻R46接地，第三十九电阻R44和第四十电阻R45的公共节点连接第一功率开关管Q4的栅极，第一功率开关管Q4的源极S接地，第一功率开关管Q4的漏极通过反偏设置的第七二极管D7连接正工作电压；

软启动继电器RE的线圈一端连接正驱动电压、另一端串联第七二极管D7后连接正驱动电压，其中，第七二极管D7的阳极朝向软启动继电器RE的线圈，第七二极管D7的阳极与软启动继电器RE线圈的公共节点连接第一功率开关管Q4的漏极。

进一步的，所述检测电路包括缺相检测电路，所述缺相检测电路包括三相整流桥Z4、第二光耦U6、第二十八电容C35、第三稳压管Z5和第四十二电阻R47～第五十一电阻R56；

所述三相电源的R相串联第四十二电阻R47～第四十四电阻R49后、S相串联第四十五电阻R50～第四十七电阻R52后、T相串联第四十八电阻R53～第五十电阻R55后分别连接三相整流桥Z4的交流输入端，第五十一电阻R56和第二十八电容C35相互并联设置于三相整流桥Z4的直流输出端正极与直流输出端负极之间，第二光耦U6的原边和第三稳压管Z5串联设置于三相整流桥Z4的直流输出端正极与直流输出端负极之间，且第三稳压管Z5反偏设置，第二光耦U6的副边发射极接地、第二光耦U6的副边集电极连接到所述控制器，用于输出检测到的缺相信号ILP。

进一步的，所述制动模块中，所述制动开关Q1为第二功率开关管Q5，所述第一二极管D1采用第三功率开关管Q6替换，所述制动模块还包括第二十九电容C36；

所述制动电阻R4和第二功率开关管Q5依次串联设置在主电路的直流母线正极P和直流母线负极N之间，第二功率开关管Q5的栅极连接所示控制器，以接收制动控制信号；所述第三功率开关管Q6与所述制动电阻R4并联设置，所述第三功率开关管Q6为NPN型，第三功率开关管Q6的栅极连接第三功率开关管Q6的源极；所述第二十九电容C36的两端一一对应连接主电路的直流母线正极P和直流母线负极N。

进一步的，所述控制电路包括风机控制电路，所述风机控制电路包括第三光耦U7、第四功率开关管Q7和第五十二电阻R57～第五十五电阻R60；

所述第三光耦U7的原边一端连接原边工作电压、原边另一端串联第五十三电阻R58后连接所述控制器，以接收风机控制信号FAN；第三光耦U7的副边一端连接副边工作电压、副边另一端串联第五十四电阻R59、第五十五电阻R60后接地，第五十四电阻R59和第五十五电阻R60的公共节点连接第四功率开关管Q7的栅极，第四功率开关管Q7的源极接地、漏极用于向风机端输出隔离后的风机控制信号。

进一步的，所述检测电路包括3n个电流检测电路，n为逆变器模块IPM的数量，单个所述电流检测电路对应检测其中一个逆变器模块IPM输出的其中一相电流；

所述电流检测电路包括隔离式运放U8、第二运放U9、第四稳压管Z6、第三电感L4、第三十电容C37～第四十二电容C49和电阻第五十六R61～第六十八R73；

在所述隔离式运放U8的原边：隔离式运放U8的原边正压供电端通过第五十六电阻R61连接原边工作电源，第五十七电阻R62与第五十六电阻R61并联；隔离式运放U8的正相输入端串联第五十八电阻R63后、连接所述第一检流电阻R25上远离三相全桥逆变器U3的一端，隔离式运放U8的反相输入端串联第五十九电阻R64后、连接所述第一检流电阻R25上靠近三相全桥逆变器U3的一端，隔离式运放U8的原边接地端连接隔离式运放U8的反相输入端，所述第四稳压管Z6反偏设置于隔离式运放U8的原边正压供电端与原边接地端之间；所述隔离式运放U8的原边正压供电端、正相输入端、反相输入端分别通过第三十电容C37、第三十三电容C40、第三十四电容C41一一对应连接其原边接地端，第三十一电容C38与第三十电容C37并联，第三十二电容C39的两端分别连接隔离式运放U8的正相输入端与反相输入端；

在所述隔离式运放U8的副边：隔离式运放U8的副边正压供电端通过第三电感L4连接副边工作电源，隔离式运放U8的副边正压供电端还通过相互并联的第三十五电容C42～第三十七电容C44接地，隔离式运放U8的副边接地端接地；隔离式运放U8的输出端正极串联第六十电阻R65和第六十一电阻R66后连接第二运放U9的反相输入端，隔离式运放U8的输出端负极串联第六十二电阻R67和第六十三电阻R68后连接第二运放U9的正相输入端，第六十电阻R65和第六十一电阻R66的公共节点通过第三十八电容C45接地，第六十二电阻R67和第六十三电阻R68的公共节点通过第四十电容C47接地，第三十九电容C46的一端连接第六十电阻R65和第六十一电阻R66的公共节点、第三十九电容C46的另一端连接第六十二电阻R67和第六十三电阻R68的公共节点；

第二运放U9的正相输入端通过串联的第六十六电阻R71和第六十七电阻R72接地，第二运放U9的正相输入端还通过第四十二电容C49接地；第二运放U9的反相输入端通过第四十一电容C48连接第二运放U9的输出端，第二运放U9的反相输入端还通过串联的第六十四电阻R69和第六十五电阻R70连接第二运放U9的输出端，第二运放U9的输出端通过串联的第六十八电阻R73连接所述控制器，以输出处理后的所述输出电流信号。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的整体电路原理示意图；

图2为本实用新型实施例提供的IPM模块接线原理图；

图3为本实用新型实施例提供的驱动保护电路结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的母线电压检测电路结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的软启动控制电路结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的缺相检测电路结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的制动模块的两种实施方式对比电路结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的风机控制电路结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的电流检测电路结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在……下面”和“在……下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的整体电路原理示意图。

如图1所示，本发明实施例提供的一种塔机控制一体机，包括主电路、电源电路、检测电路、控制电路和控制器，其中，控制器可采用单片机来实现，例如STM32系列单片机；

所述主电路包括依次设置的整流模块、软启动模块、制动模块和相互并联的多个逆变器模块，所述整流模块的输入端连接三相电源，每个逆变器模块的交流输出端一一对应连接塔机的多个电机；

所述电源电路的输入端连接所述整流模块的输出端，以获取整流得到的直流电源、电源电路的多个输出端分别连接控制电路，用于将直流电源转换为多路电压，为塔机控制一体机的各个模块提供工作电源；

所述检测电路的输入端连接主电路、检测电路的输出端连接控制电路，用于检测主电路的缺相信号、直流母线电压以及输出电流信号；

所述控制器的若干个输入端分别对应连接所述检测电路的输出端，所述控制器的若干个输出端通过所述控制电路分别对应连接所述主电路的软启动模块、制动模块和逆变器模块，用于根据直流母线电压控制软启动模块运转、根据缺相信号控制制动模块运转以及根据预设参数和输出电流信号控制逆变器模块运转。

可以理解的是，基于背景技术中指出的塔机控制设备成本较高、体积较大的缺陷，提出了一种塔机控制一体机，其通过控制器以及控制电路对主电路中并联的多个逆变器模块进行控制，可同时提供多个电机对应的变频信号，从而分别控制塔机的多个电机；多个逆变器模块采用共母线设计，仅需一个主电路即可控制多个逆变器模块的运转；且主电路只需设置一个制动模块即可控制全部逆变器模块的制动，节省了设备成本，缩减了设备所占空间，实现了设备小型化。

在其中一种可能的实施方式中，在所述主电路中，如图2所示，所述整流模块为三相整流模块Z，所述软启动模块包括软启动继电器RE、软启动电阻R1和第一母线电容C5/第二母线电容C6，所述制动模块包括制动电阻R4、第一二极管D1和制动开关Q1，所述主电路还包括电抗器L1以及第一逆变器模块IPM1～第n逆变器模块IPMn；本实施例中以控制起升电机M1、回转电机M2和变幅电机M3为例进行说明，因此主电路中设置第一逆变器模块IPM1～第三逆变器模块IPM3；

所述检测电路的缺相检测端连接主电路的三相电源输入端，以检测三相电源是否缺相；

所述三相整流模块Z的交流输入端连接三相电源、三相整流模块Z的直流正极输出端串联软启动电阻R1后连接第一母线电容C5/第二母线电容C6的一端，三相整流模块Z的直流负极输出端串联电抗器L1后连接第一母线电容C5/第二母线电容C6的另一端，第一母线电容C5/第二母线电容C6上并联设有第一电阻R2/第二电阻R3，所述检测电路的母线电压检测端连接第一母线电容C5/第二母线电容C6，用于检测主电路的直流母线电压；母线电容的数量可根据额定的直流母线电压以及单个母线电容的容值来确定，根据实际情况可以采用单个母线电容，也可采用多个母线电容串联的方式，本实施例中，第一母线电容C5和第二母线电容C6串联设置在主电路的直流母线两极；

软启动继电器RE的常开触点并联软启动电阻R1设置，软启动继电器RE的控制线圈连接所述控制电路；

所述制动电阻R4和制动开关Q1串联设于主电路的直流正极与直流负极之间，所述第一二极管D1与制动电阻R4并联，且所述第一二极管D1反偏设置，制动开关Q1的控制端连接所述控制电路的制动信号输出端；

所述第一逆变器模块IPM1～第n逆变器模块IPMn的直流输入端并联连接主电路的直流母线，第一逆变器模块IPM1～第n逆变器模块IPMn的交流输出端一一对应连接第一电机M1～第n电机Mn，本实施例中以电机M1～M3进行示例，所述检测电路的多个输出电流检测端分别与多个逆变器模块的交流输出端一一对应连接，以检测各个逆变器模块的输出电流。

在主电路直流母线的两极之间还设置有吸收电容C7，吸收电容C7设置在所述第一逆变器模块IPM1～第n逆变器模块IPMn的直流正极输入端和直流负极输入端之间，用于在主电路直流母线中吸收尖峰电压，抑制浪涌电流，防止尖峰电压击穿第一逆变器模块IPM1～第n逆变器模块IPMn的开关器件。

可以理解的是，三相整流模块Z对输入主电路的R、S、T三相电源进行整流，从而向主电路的直流母线输出直流电。在主电路上电初期，软启动继电器RE的常开触点处于断开状态，电流经过软启动电阻R1向第一母线电容C5/第二母线电容C6充电，检测电路通过检测第一母线电容C5/第二母线电容C6的电压以检测主电路的直流母线电压。按照直流母线电压额定值的一定比例预设软启动电压阈值，例如，直流母线电压额定值为540V，设定软启动电压阈值为400V。当检测到直流母线电压达到软启动电压阈值时，控制软启动继电器RE的常开触点闭合，此时三相整流模块Z输出的直流电经软启动继电器RE流向后续电路，为各个逆变器模块供电。通过分别控制各个逆变器模块的开关频率，则可调控各个逆变器模块输出的三相电频率。在正常运转情况下，制动模块不工作，其制动开关Q1断开；在当需要对塔机进行快速停车时，例如检测到三相电源发生缺相，控制器关断第一逆变器模块IPM1～第n逆变器模块IPMn，控制器提供的制动控制信号控制制动开关Q1接通，此时直流母线中的电流流过制动电阻R4以及制动开关Q1，泄放主电路中的电能。

在其中一种可能的实施方式中，所述控制电路包括3n个驱动保护电路，n≥1，n为逆变器模块IPM的数量，本实施例中以图1例举的3个逆变器模块IPM进行示例。每个所述驱动保护电路对应驱动逆变器模块IPM的一条桥臂，即每个所述驱动保护电路分别输出一路上桥臂控制信号和一路下桥臂控制信号，以分别控制上桥臂和下桥臂的通断。

更具体的，如图3所示，所述驱动保护电路包括第二隔离式栅极驱动器U2、第一隔离式栅极驱动器U1、NPN三极管Q2、PNP三极管Q3、第一稳压管Z2～第二稳压管Z3、第二二极管D2～第六二极管D6、第一电容C8～第十八电容C25和第三电阻R5～第二十二电阻R24。

如图3所示，所述第二隔离式栅极驱动器U2可采用型号NSi680B-DSWFR，所述第一隔离式栅极驱动器U1可采用型号ACPL-330J-500E。第二隔离式栅极驱动器U2的原边正极(1号脚)、第一隔离式栅极驱动器U1的原边负极(8号脚)通过第四电阻R6并联接入控制器提供的驱动电压W-，第二隔离式栅极驱动器U2的原边负极(3号脚)、第一隔离式栅极驱动器U1的原边正极(6、7号脚)通过第三电阻R5并联接入控制器提供的驱动电压W+，第二隔离式栅极驱动器U2的原边两极(1号脚和3号脚)之间、第一隔离式栅极驱动器U1的原边两极(8号脚和6/7号脚)之间串联第五电阻R7，驱动电压W+和驱动电压W-的电压差可反向，使得第二隔离式栅极驱动器U2的原边与第一隔离式栅极驱动器U1的原边在任一时刻中仅有其中一者通电；例如，当需要导通第二隔离式栅极驱动器U2、关断第一隔离式栅极驱动器U1时，驱动电压W-为+5V、W+为0V；当需要导通第一隔离式栅极驱动器U1、关断第二隔离式栅极驱动器U2时，驱动电压W-为0V、W+为+5V，或者驱动电压W-为-5V、W+为0V，使得驱动电压W-与W+之间电压的差值相同，方向可逆。

所述第二隔离式栅极驱动器U2的副边正压供电端(6号脚)连接电源电路提供的正工作电源V5+，第二隔离式栅极驱动器U2的副边负压供电端(4号脚)连接电源电路提供的负工作电源V5-，第二隔离式栅极驱动器U2的副边输出端(5号脚)通过第六电阻R8输出上桥臂驱动信号GW+；在第二隔离式栅极驱动器U2的副边，正工作电源和负工作电源之间串联设有反偏的第二稳压管Z3和第九电阻R11，还设有与第九电阻R11并联的第十电阻R12～第十二电阻R14；第二稳压管Z3和第九电阻R11的公共节点连接逆变器模块IPM的三相交流输出端的其中一相(W/U/V)，本实施例以逆变器模块IPM的W相输出端进行示例；正工作电源V5+和负工作电源V5-来自于电源电路输出的其中一组低压直流电源。

第二隔离式栅极驱动器U2的副边正压供电端(6号脚)通过并联的第十二电容C19～第十四电容C21连接到逆变器模块IPM的W相输出端，第二隔离式栅极驱动器U2的副边正压供电端(4号脚)通过并联的第十五电容C22～第十七电容C24连接到逆变器模块IPM的W相输出端；第六电阻R8上背离第二隔离式栅极驱动器U2的一端(上桥臂驱动信号GW+输出端)还通过相互并联的第八电阻R10和第十八电容C25连接逆变器模块IPM的W相输出端，且上桥臂驱动信号GW+输出端还通过第六二极管D6连接正工作电源V5+(或第二隔离式栅极驱动器U2的副边正压供电端)；

所述第一隔离式栅极驱动器U1的原边正压供电端(2号脚)接正工作电源+5V，第一隔离式栅极驱动器U1的原边负压供电端(1号脚和4号脚)接地；第一隔离式栅极驱动器U1的反馈端连接所述控制器，以输出第一隔离式栅极驱动器U1的工作状态反馈信号DRV_SC，反馈第一隔离式栅极驱动器U1是否工作正常；第一隔离式栅极驱动器U1的副边正压供电端(13号脚)接正工作电源V4+，第一隔离式栅极驱动器U1的副边负压供电端(9、10、12号脚)连接负工作电源V4-，第一隔离式栅极驱动器U1的副边负压供电端(16号脚)连接主电路的直流母线负极N，第一隔离式栅极驱动器U1的副边正压供电端(13号脚)通过第五电容C12、副边负压供电端(9号脚)通过第六电容C13分别连接主电路的直流母线负极N；第一隔离式栅极驱动器U1的副边保护脚DESAT(14号脚)通过串联的第十四电阻R16/第十五电阻R17/第十七电阻R19连接正工作电源V4+，以设定短路保护阈值，第一隔离式栅极驱动器U1的副边保护脚DESAT(14号脚)还通过串联的第十三电阻R15、第三二极管D3、第四二极管D4连接逆变器模块IPM的W相输出端，第三二极管D3和第四二极管D4反偏设置，第一隔离式栅极驱动器U1的副边保护脚DESAT(14号脚)还通过相互并联的第二二极管D2和第四电容C11连接主电路的直流母线负极N，第二二极管D2反偏设置；第一隔离式栅极驱动器U1的副边负压供电端(16号脚)连接主电路的直流母线负极N；第一隔离式栅极驱动器U1的副边输出端(11号脚)串联第十六电阻R18和第十八电阻R20后输出下桥臂驱动信号GW-；

NPN三极管Q2的发射极E和PNP三极管Q3的发射极E连接，NPN三极管Q2的基极B和PNP三极管Q3的基极B共同连接第一隔离式栅极驱动器U1的副边输出端(11号脚)，NPN三极管Q2的集电极C串联第十七电阻R19后连接正工作电源V4+，PNP三极管Q3的集电极C串联第二十一电阻R23后连接负工作电源V4-；在第一隔离式栅极驱动器U1的副边，正工作电源和负工作电源之间串联设有反偏的第一稳压管Z2和第十九电阻R21。正工作电源V4+通过相互并联的第七电容C14、第八电容C15和第一稳压管Z2连接主电路的直流母线负极N，所述第一稳压管Z2反偏设置；负工作电源V4-通过相互并联的第九电容C16、第十电容C17、第十九电阻R21和第二十电阻R22连接主电路的直流母线负极N；下桥臂驱动信号GW-输出端(第十八电阻R20)通过相互并联设置的第二十二电阻R24和第十一电容C18连接主电路的直流母线负极N；正工作电源V4+通过反偏设置的第五二极管D5连接下桥臂驱动信号GW-输出端(第十八电阻R20)。正工作电源V4+和负工作电源V4-来自于电源电路输出的其中一组低压直流电源。

在其中一种可能的实施方式中，如图2所示，每个所述逆变器模块分别包括三相全桥逆变器U3(例如型号FS100R12KT4G)、第十九电容C26～第二十一电容C28和第一检流电阻R25～第三检流电阻R27，所述三相全桥逆变器U3的直流正极输入端连接主电路的直流母线正极P，三相全桥逆变器U3的直流负极输入端连接主电路的直流母线负极N，直流母线正极P与直流母线负极N之间并联设置第十九电容C26和第二十电容C27；三相全桥逆变器U3的三个上桥臂控制端(1号脚、5号脚、9号脚)一一对应连接所述驱动保护电路的三个上桥臂驱动信号输出端，以接收上桥臂驱动信号GW+/GV+/GU+；三相全桥逆变器U3的三个下桥臂控制端(3号脚、7号脚、11号脚)一一对应连接所述驱动保护电路的三个下桥臂驱动信号输出端，以接收下桥臂驱动信号GW-/GV-/GU-；

所述三相全桥逆变器U3的交流输出端(27/28/29脚、24/25/26脚、21/22/23脚)输出变频后的三相电W/V/U，所述第一检流电阻R25～第三检流电阻R27一一对应串联于三相全桥逆变器U3的W/V/U相交流输出端，所述第一检流电阻R25～第三检流电阻R27的两端分别连接所述检测电路，用于检测三相全桥逆变器U3的输出电流信号；检测原理为，检测第一检流电阻R25～第三检流电阻R27两端电压差，根据已知的第一检流电阻R25～第三检流电阻R27阻值，可计算得到经过第一检流电阻R25～第三检流电阻R27的电流值；

所述三相全桥逆变器U3中集成有测温电阻Rt，所述第二十一电容C28与测温电阻Rt并联设置，所述测温电阻Rt一端接地、另一端连接检测电路，以输出温度检测信号NTC1。

在其中一种可能的实施方式中，结合图2和图4所示，所述检测电路包括母线电压检测电路，所述母线电压检测电路包括第一运放U4、第二十二电容C29～第二十七电容C34、第一电感L2～第二电感L3和第二十三电阻R28～第三十五电阻R40；其中，第一运放U4可采用型号TL082IDR；

所述第一运放U4的正相输入端通过串联的电阻第二十三R28～第二十六电阻R31连接直流母线正极P，所述第一运放U4的正相输入端还通过相互并联的第二十七电阻R32、第二十八电阻R33和第二十二电容C29接地；所述第一运放U4的反相输入端通过串联的第三十二电阻R37～第三十五电阻R40连接直流母线负极N，第一运放U4的反相输入端还通过第三十一电阻R36接地；所述第一运放U4的正压供电端通过第二电感L3连接正工作电源+15V，且第一运放U4的正压供电端还通过相互并联的第二十七电容C34和第二十六电容C33接地；第一运放U4的负压供电端通过第一电感L2连接负工作电源-15V，且第一运放U4的负压供电端还通过相互并联的电容第二十三C30和第二十四电容C31接地；所述第一运放U4的输出端通过相互并联的第二十五电容C32和第二十九电阻R34连接第一运放U4的反相输入端，第一运放U4的输出端还通过第三十电阻R35连接所述控制器，以输出检测的直流母线电压Udc。

可以理解的是，母线电压检测电路监测主电路的直流母线两极之间电压，该电压对应母线电容电压。在本发明的塔机控制一体机上电启动时，可通过检测到的母线电容电压判断软启动继电器RE的闭合时机。

在其中一种可能的实施方式中，如图5所示，所述控制电路包括软启动控制电路，所述软启动控制电路包括第一光耦U5(例如型号PS2501-1)、第一功率开关管Q4(例如型号PMV130ENEA)、第七二极管D7、第三十六电阻R41～第四十一电阻R46以及主电路中的软启动继电器RE，其中软启动继电器RE包括相互并联设置的第一继电器RE1～第四继电器RE4(例如型号CHS01-V-124LA2)，所述第一继电器RE1～第四继电器RE4的常开触点并联所述软启动电阻R1设置，第一继电器RE1～第四继电器RE4的线圈相互并联设置；软启动继电器RE中并联的继电器数量可根据主电路的额定电流以及单个继电器的过载能力来灵活设置；

所述控制器提供的软启动控制信号SOFT通过第三十七电阻R42输入所述第一光耦U5的原边阴极，第一光耦U5的原边阳极接正工作电压+5V，第三十八电阻R43与第三十七电阻R42并联，第三十六电阻R41的两边一一对应连接所述第一光耦U5的原边两极；所述第一光耦U5的副边集电极接正工作电压+24V，第一光耦U5的副边发射极通过串联的第三十九电阻R44～第四十一电阻R46接地，第三十九电阻R44和第四十电阻R45的公共节点连接第一功率开关管Q4的栅极G，第一功率开关管Q4的源极S接地，第一功率开关管Q4的漏极D通过反偏设置的第七二极管D7连接正工作电压；

软启动继电器RE的线圈一端连接正驱动电压、另一端连接第一功率开关管Q4的漏极D。

可以理解的是，软启动控制电路中通过控制器提供的软启动控制信号SOFT控制第一光耦U5的副边通断，当第一光耦U5的副边得电接通时，拉高第一功率开关管Q4的栅极G电压，使第一功率开关管Q4的导通。第一功率开关管Q4未导通状态下，软启动继电器RE的线圈未形成通路，无电流流过，软启动继电器RE的常开触点断开；当第一功率开关管Q4导通时，拉低软启动继电器RE的线圈一端电位，此时有电流流过软启动继电器RE的线圈，软启动继电器RE的常开触点吸合，主电路完成软启动。

在其中一种可能的实施方式中，如图6所示，所述检测电路包括缺相检测电路，所述缺相检测电路包括三相整流桥Z4、第二光耦U6(例如型号PS2501-1)、第二十八电容C35、第三稳压管Z5和第四十二电阻R47～第五十一电阻R56；

所述三相电源的R相串联第四十二电阻R47～第四十四电阻R49后、S相串联第四十五电阻R50～第四十七电阻R52后、T相串联第四十八电阻R53～第五十电阻R55后分别连接三相整流桥Z4的交流输入端，第五十一电阻R56和第二十八电容C35相互并联设置于三相整流桥Z4的直流输出端正极与直流输出端负极之间，第二光耦U6的原边和第三稳压管Z5串联设置于三相整流桥Z4的直流输出端正极与直流输出端负极之间，且第三稳压管Z5反偏设置；第二光耦U6的副边发射极接地、第二光耦U6的副边集电极连接到所述控制器，用于输出检测到的缺相信号ILP。

可以理解的是，在三相电源正常状态下，第二光耦U6的原边电平为固定的值，因此，第二光耦U6副边的输出信号也是固定的电平；当三相电源发生缺相后，各相电源之间不平衡，导致第二光耦U6的原边电平转变为类似于脉冲信号的波形，从而使第二光耦U6副边的输出信号转变为对应的脉冲波形。控制器通过识别缺相检测电路输出的缺相信号ILP波形，可判断三相电源是否缺相。

在其中一种可能的实施方式中，如图7所示，提供了图1所示制动模块的一种替换方案，在图7的方案中，所述制动开关Q1采用第二功率开关管Q5(例如IGBT管或MOSFET，根据具体的电气参数选用适合的器件)，所述第一二极管D1采用第三功率开关管Q6(IGBT管或MOSFET)替换，所述制动模块还包括第二十九电容C36；

所述制动电阻R4和第二功率开关管Q5依次串联设置在主电路的直流母线正极P和直流母线负极N之间，第二功率开关管Q5的栅极G连接所示控制器，以接收制动控制信号，控制第二功率开关管Q5的通断；所述第三功率开关管Q6与所述制动电阻R4并联设置，所述第三功率开关管Q6为NPN型，第三功率开关管Q6的栅极G连接第三功率开关管Q6的源极S，以防止第三功率开关管Q6的误导通；所述第二十九电容C36的两端一一对应连接主电路的直流母线正极P和直流母线负极N。

可以理解的是，本实施例未利用第三功率开关管Q6的开关特性，利用了第三功率开关管Q6内部PN结的防反特性，将其等效于所述第一二极管D1，以扩展了制动模块的实施方式。

在其中一种可能的实施方式中，如图8所示，所述控制电路包括风机控制电路，所述风机控制电路包括第三光耦U7、第四功率开关管Q7和第五十二电阻R57～第五十五电阻R60；

所述第三光耦U7的原边一端连接原边工作电压、原边另一端串联第五十三电阻R58后连接所述控制器，以接收风机控制信号FAN；第三光耦U7的副边一端连接副边工作电压、副边另一端串联第五十四电阻R59、第五十五电阻R60后接地，第五十四电阻R59和第五十五电阻R60的公共节点连接第四功率开关管Q7的栅极，第四功率开关管Q7的源极接地、漏极用于向风机端输出隔离后的风机控制信号。

可以理解的是，控制器通过输出风机控制信号FAN以控制第三光耦U7的副边输出电平高低，第三光耦U7的副边输出信号控制第四功率开关管Q7的通断，从而控制风机运转，风机用于对塔机进行风冷散热。具体的，当风机控制信号FAN置低时，光耦原边的发光管得电发光，光耦副边的接收管感应到光信号后，向第四功率开关管Q7的栅极输出控制信号；当第四功率开关管Q7的栅极电平达到阈值时，第四功率开关管Q7的漏极与源极之间导通，向风机输出隔离后的风机控制信号FAN-24，以控制风机运转。

在其中一种可能的实施方式中，所述检测电路包括3n个电流检测电路，n为逆变器模块IPM的数量，本实施例中以图1所示的三个逆变器模块IPM1～IPM3进行示例，单个所述电流检测电路对应检测其中一个逆变器模块IPM输出的其中一相电流，本实施例以检测某一逆变器模块IPM输出的W相电流进行举例说明。

如图9所示，所述电流检测电路包括隔离式运放U8、第二运放U9、第四稳压管Z6、第三电感L4、第三十电容C37～第四十二电容C49和第五十六电阻R61～第六十八电阻R73；其中，隔离式运放U8可采用型号ACPL-C790-500E，第二运放U9可采用型号TL082IDR；

在所述隔离式运放U8的原边：隔离式运放U8的原边正压供电端通过第五十六电阻R61连接原边工作电源，第五十七电阻R62与第五十六电阻R61并联；隔离式运放U8的正相输入端串联第五十八电阻R63后、连接所述第一检流电阻R25上远离三相全桥逆变器U3的一端，隔离式运放U8的反相输入端串联第五十九电阻R64后、连接所述第一检流电阻R25上靠近三相全桥逆变器U3的一端，隔离式运放U8的原边接地端连接隔离式运放U8的反相输入端，所述第四稳压管Z6反偏设置于隔离式运放U8的原边正压供电端与原边接地端之间；所述隔离式运放U8的原边正压供电端、正相输入端、反相输入端分别通过第三十电容C37、第三十三电容C40、第三十四电容C41一一对应连接其原边接地端，第三十一电容C38与第三十电容C37并联，第三十二电容C39的两端分别连接隔离式运放U8的正相输入端与反相输入端；

在所述隔离式运放U8的副边：隔离式运放U8的副边正压供电端通过第三电感L4连接副边工作电源，隔离式运放U8的副边正压供电端还通过相互并联的第三十五电容C42～第三十七电容C44接地，隔离式运放U8的副边接地端接地；隔离式运放U8的输出端正极串联第六十电阻R65和第六十一电阻R66后连接第二运放U9的反相输入端，隔离式运放U8的输出端负极串联第六十二电阻R67和第六十三电阻R68后连接第二运放U9的正相输入端，第六十电阻R65和第六十一电阻R66的公共节点通过第三十八电容C45接地，第六十二电阻R67和第六十三电阻R68的公共节点通过第四十电容C47接地，第三十九电容C46的一端连接第六十电阻R65和第六十一电阻R66的公共节点、第三十九电容C46的另一端连接第六十二电阻R67和第六十三电阻R68的公共节点；

第二运放U9的正相输入端通过串联的第六十六电阻R71和第六十七电阻R72接地，第二运放U9的正相输入端还通过第四十二电容C49接地；第二运放U9的反相输入端通过第四十一电容C48连接第二运放U9的输出端，第二运放U9的反相输入端还通过串联的第六十四电阻R69和第六十五电阻R70连接第二运放U9的输出端，第二运放U9的输出端通过串联的第六十八电阻R73连接所述控制器，以输出处理后的所述输出电流信号。

可以理解的是，以W相的检测原理进行举例说明，图9所示的电流检测电路通过检测图2所示第一检流电阻R25的两端电压变化，以获得该相交流电流检测信号。将隔离式运放U8的原边两个检测输入点分别通过保护电阻连接到第一检流电阻R25的两端，以从第一检流电阻R25上获取两端的电压，当逆变器模块输出的电流值变化时，第一检流电阻R25两端电压同步发生变化。隔离式运放U8将检测的信号与其输出端进行隔离，提高系统运行的安全性；其还可以消除输入信号中的噪声和干扰，提高输出信号的质量。检测到的电流信号通过两级运放进行整流、滤波、累加、比例运算，最后向控制器输出处理后的输出电流信号IW。当控制器判断检测到的逆变器模块输出电流信号IW/IV/IU异常时，通过所述驱动保护电路控制逆变器模块停止输出，以便及时对系统进行检修，排除故障。

如图1所示，还可设置显示模块和输入模块(例如显示屏+键盘，或者触摸显示屏)，以便于进行人机交互。还可设置通信接口，例如RS232/RS485接口等，RS232接口可用于装置内部功能模块间通信，RS485接口可用于与外部设备通信，以实现多种设备互联。

本实用新型提供的一种塔机控制一体机，通过控制器以及控制电路对主电路中并联的多个逆变器模块进行控制，可同时提供多个电机对应的变频信号，从而分别控制塔机的多个电机；多个逆变器模块采用共母线设计，仅需一个主电路即可控制多个逆变器模块的运转；且主电路只需设置一个制动模块即可控制全部逆变器模块的制动，节省了设备成本，缩减了设备所占空间，实现了设备小型化。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种塔机控制一体机，其特征在于，包括主电路、电源电路、检测电路、控制电路和控制器，其中，

所述主电路包括依次设置的整流模块、软启动模块、制动模块和相互并联的多个逆变器模块，所述整流模块的输入端连接三相电源，每个逆变器模块的交流输出端一一对应连接塔机的多个电机；

所述电源电路的输入端连接所述整流模块的输出端，以获取整流得到的直流电源，电源电路的多个输出端分别连接控制电路，用于将直流电源转换为多路电压；

所述检测电路的输入端连接主电路、检测电路的输出端连接控制电路，用于检测主电路的缺相信号、直流母线电压以及输出电流信号；

所述控制器的若干个输入端分别对应连接所述检测电路的输出端，所述控制器的若干个输出端通过所述控制电路分别对应连接所述主电路的软启动模块、制动模块和逆变器模块，用于根据直流母线电压控制软启动模块运转、根据缺相信号控制制动模块运转以及根据预设参数和输出电流信号控制逆变器模块运转。

2.根据权利要求1所述的一种塔机控制一体机，其特征在于，在所述主电路中，所述整流模块为三相整流模块Z，所述软启动模块包括软启动继电器RE、软启动电阻R1和第一母线电容(C5)/第二母线电容(C6)，所述制动模块包括制动电阻(R4)、第一二极管(D1)和制动开关(Q1)，所述主电路还包括电抗器(L1)以及第一逆变器模块(IPM1)～第n逆变器模块(IPMn)；

所述检测电路的缺相检测端连接主电路的三相电源输入端，以检测三相电源是否缺相；

所述三相整流模块(Z)的交流输入端连接三相电源、三相整流模块(Z)的直流正极输出端串联软启动电阻(R1)后连接第一母线电容(C5)/第二母线电容(C6)的一端，三相整流模块(Z)的直流负极输出端串联电抗器(L1)后连接第一母线电容(C5)/第二母线电容(C6)的另一端，第一母线电容(C5)/第二母线电容(C6)上并联设有第一电阻(R2)/第二电阻(R3)，所述检测电路的母线电压检测端连接第一母线电容(C5)/第二母线电容(C6)，用于检测主电路的直流母线电压；

软启动继电器(RE)的常开触点并联软启动电阻(R1)设置，软启动继电器(RE)的控制线圈连接所述控制电路；

所述制动电阻(R4)和制动开关(Q1)串联设于主电路的直流正极与直流负极之间，所述第一二极管(D1)与制动电阻(R4)并联，且所述第一二极管(D1)反偏设置，制动开关(Q1)的控制端连接所述控制电路的制动信号输出端；

所述第一逆变器模块(IPM1)～第n逆变器模块(IPMn)的直流输入端并联连接主电路的直流母线，第一逆变器模块(IPM1)～第n逆变器模块(IPMn)的交流输出端一一对应连接第一电机(M1)～第n电机(Mn)，所述检测电路的多个输出电流检测端分别与多个逆变器模块的交流输出端一一对应连接，以检测各个逆变器模块的输出电流。

3.根据权利要求1所述的一种塔机控制一体机，其特征在于，所述控制电路包括3n个驱动保护电路，n≥1，n为逆变器模块IPM的数量，每个所述驱动保护电路对应驱动逆变器模块IPM的一条桥臂；所述驱动保护电路包括第二隔离式栅极驱动器(U2)、第一隔离式栅极驱动器(U1)、NPN三极管(Q2)、PNP三极管(Q3)、第一稳压管(Z2)～第二稳压管(Z3)、第三电阻(R5)～第六电阻(R8)、第九电阻(R11)、第十四电阻(R16)～第十九电阻(R21)；

所述第二隔离式栅极驱动器(U2)的原边正极、第一隔离式栅极驱动器(U1)的原边负极通过第四电阻(R6)并联接入控制器提供的驱动电压W-，第二隔离式栅极驱动器(U2)的原边负极、第一隔离式栅极驱动器(U1)的原边正极通过第三电阻(R5)并联接入控制器提供的驱动电压W+，第二隔离式栅极驱动器(U2)的原边两极之间、第一隔离式栅极驱动器(U1)的原边两极之间串联第五电阻(R7)，驱动电压W+和驱动电压W-的电压差可反向，使得第二隔离式栅极驱动器(U2)的原边与第一隔离式栅极驱动器(U1)的原边在任一时刻中仅有其中一者通电；

所述第二隔离式栅极驱动器(U2)的副边正压供电端连接正工作电源，第二隔离式栅极驱动器(U2)的副边负压供电端连接负工作电源，第二隔离式栅极驱动器(U2)的副边输出端通过第六电阻(R8)输出上桥臂驱动信号GW+；在第二隔离式栅极驱动器(U2)的副边，正工作电源和负工作电源之间串联设有反偏的第二稳压管(Z3)和第九电阻(R11)；

所述第一隔离式栅极驱动器(U1)的原边正压供电端接正工作电源，第一隔离式栅极驱动器(U1)的原边负压供电端接地，第一隔离式栅极驱动器(U1)的反馈端FAULT连接所述控制器，以输出第一隔离式栅极驱动器(U1)的工作状态反馈信号；第一隔离式栅极驱动器(U1)的副边正压供电端接正工作电源，第一隔离式栅极驱动器(U1)的副边负压供电端连接负工作电源，第一隔离式栅极驱动器(U1)的副边保护脚DESAT通过串联的第十四电阻(R16)/第十五电阻(R17)/第十七电阻(R19)连接正工作电源，以设定短路保护阈值；第一隔离式栅极驱动器(U1)的副边输出端串联第十六电阻(R18)和第十八电阻(R20)后输出下桥臂驱动信号GW-；

NPN三极管(Q2)的发射极E和PNP三极管(Q3)的发射极E连接，NPN三极管(Q2)的基极B和PNP三极管(Q3)的基极B共同连接第一隔离式栅极驱动器(U1)的副边输出端，NPN三极管(Q2)的集电极C连接正工作电源，PNP三极管(Q3)的集电极C连接负工作电源；在第一隔离式栅极驱动器(U1)的副边，正工作电源和负工作电源之间串联设有反偏的第一稳压管(Z2)和第十九电阻(R21)。

4.根据权利要求3所述的一种塔机控制一体机，其特征在于，每个所述逆变器模块分别包括三相全桥逆变器(U3)、第十九电容(C26)～第二十一电容(C28)和第一检流电阻(R25)～第三检流电阻(R27)，所述三相全桥逆变器(U3)的直流正极输入端连接主电路的直流母线正极P，三相全桥逆变器(U3)的直流负极输入端连接主电路的直流母线负极N，直流母线正极P与直流母线负极N之间并联设置第十九电容(C26)和第二十电容(C27)；三相全桥逆变器(U3)的三个上桥臂控制端一一对应连接所述驱动保护电路的三个上桥臂驱动信号输出端，以接收上桥臂驱动信号GW+/GU+/GV+；三相全桥逆变器(U3)的三个下桥臂控制端一一对应连接所述驱动保护电路的三个下桥臂驱动信号输出端，以接收下桥臂驱动信号GW-/GU-/GV-；

所述三相全桥逆变器(U3)的交流输出端输出变频后的三相电W/U/V，所述第一检流电阻(R25)～第三检流电阻(R27)一一对应串联于三相全桥逆变器(U3)的交流输出端W/U/V，所述第一检流电阻(R25)～第三检流电阻(R27)的两端分别连接所述检测电路，用于检测三相全桥逆变器(U3)的输出电流信号；

所述三相全桥逆变器(U3)中集成有测温电阻(Rt)，所述第二十一电容(C28)与测温电阻(Rt)并联设置，所述测温电阻(Rt)一端接地、另一端连接检测电路，以输出温度检测信号NTC1。

5.根据权利要求1所述的一种塔机控制一体机，其特征在于，所述检测电路包括母线电压检测电路，所述母线电压检测电路包括第一运放(U4)、第二十二电容(C29)～第二十七电容(C34)、第一电感(L2)～第二电感(L3)和第二十三电阻(R28)～第三十五电阻(R40)；

所述第一运放(U4)的正相输入端通过串联的第二十三电阻(R28)～第二十六电阻(R31)连接直流母线正极P，所述第一运放(U4)的正相输入端还通过相互并联的第二十七电阻(R32)、第二十八电阻(R33)和第二十二电容(C29)接地；所述第一运放(U4)的反相输入端通过串联的第三十二电阻(R37)～第三十五电阻(R40)连接直流母线负极N，第一运放(U4)的反相输入端还通过第三十一电阻(R36)接地；所述第一运放(U4)的正压供电端通过第二电感(L3)连接正工作电源，且第一运放(U4)的正压供电端还通过相互并联的第二十七电容(C34)和第二十六电容(C33)接地；第一运放(U4)的负压供电端通过第一电感(L2)连接负工作电源，且第一运放(U4)的负压供电端还通过相互并联的第二十三电容(C30)和第二十四电容(C31)接地；所述第一运放(U4)的输出端通过相互并联的第二十五电容(C32)和第二十九电阻(R34)连接第一运放(U4)的反相输入端，第一运放(U)4的输出端还通过第三十电阻(R35)连接所述控制器，以输出检测的直流母线电压Udc。

6.根据权利要求2所述的一种塔机控制一体机，其特征在于，所述控制电路包括软启动控制电路，所述软启动控制电路包括第一光耦(U5)、第一功率开关管(Q4)、第七二极管(D7)、第三十六电阻(R41)～第四十一电阻(R46)以及主电路中的软启动继电器(RE)，其中软启动继电器(RE)包括相互并联设置的第一继电器(RE1)～第四继电器(RE4)，所述第一继电器(RE1)～第四继电器(RE4)的常开触点并联所述软启动电阻(R1)设置，第一继电器(RE1)～第四继电器(RE4)的线圈相互并联设置；

所述控制器提供的软启动控制信号SOFT通过第三十七电阻(R42)输入所述第一光耦(U5)的原边阴极，第一光耦(U5)的原边阳极接正工作电压，第三十八电阻(R43)与第三十七电阻(R42)并联，第三十六电阻(R41)的两边一一对应连接所述第一光耦(U5)的原边两极；所述第一光耦(U5)的副边集电极接正工作电压，第一光耦(U5)的副边发射极通过串联的第三十九电阻(R44)～第四十一电阻(R46)接地，第三十九电阻(R44)和第四十电阻(R45)的公共节点连接第一功率开关管(Q4)的栅极，第一功率开关管(Q4)的源极S接地，第一功率开关管(Q4)的漏极通过反偏设置的第七二极管(D7)连接正工作电压；

软启动继电器(RE)的线圈一端连接正驱动电压、另一端串联第七二极管(D7)后连接正驱动电压，其中，第七二极管(D7)的阳极朝向软启动继电器(RE)的线圈，第七二极管(D7)的阳极与软启动继电器(RE)线圈的公共节点连接第一功率开关管(Q4)的漏极。

7.根据权利要求2所述的一种塔机控制一体机，其特征在于，所述检测电路包括缺相检测电路，所述缺相检测电路包括三相整流桥()Z4、第二光耦(U6)、第二十八电容(C35)、第三稳压管(Z5)和第四十二电阻(R47)～第五十一电阻(R56)；

所述三相电源的R相串联第四十二电阻(R47)～第四十四电阻(R49)后、S相串联第四十五电阻(R50)～第四十七电阻(R52)后、T相串联第四十八电阻(R53)～第五十电阻(R55)后分别连接三相整流桥(Z4)的交流输入端，第五十一电阻(R56)和第二十八电容(C35)相互并联设置于三相整流桥(Z4)的直流输出端正极与直流输出端负极之间，第二光耦(U6)的原边和第三稳压管(Z5)串联设置于三相整流桥(Z4)的直流输出端正极与直流输出端负极之间，且第三稳压管(Z5)反偏设置，第二光耦(U6)的副边发射极接地、第二光耦(U6)的副边集电极连接到所述控制器，用于输出检测到的缺相信号ILP。

8.根据权利要求2所述的一种塔机控制一体机，其特征在于，所述制动模块中，所述制动开关(Q1)为第二功率开关管(Q5)，所述第一二极管(D1)采用第三功率开关管(Q6)替换，所述制动模块还包括第二十九电容(C36)；

所述制动电阻(R4)和第二功率开关管(Q5)依次串联设置在主电路的直流母线正极P和直流母线负极N之间，第二功率开关管(Q5)的栅极连接所示控制器，以接收制动控制信号；所述第三功率开关管(Q6)与所述制动电阻(R4)并联设置，所述第三功率开关管(Q6)为NPN型，第三功率开关管(Q6)的栅极连接第三功率开关管(Q6)的源极；所述第二十九电容(C36)的两端一一对应连接主电路的直流母线正极P和直流母线负极N。

9.根据权利要求2所述的一种塔机控制一体机，其特征在于，所述控制电路包括风机控制电路，所述风机控制电路包括第三光耦(U7)、第四功率开关管(Q7)和第五十二电阻(R57)～第五十五电阻(R60)；

所述第三光耦(U7)的原边一端连接原边工作电压、原边另一端串联第五十三电阻(R58)后连接所述控制器，以接收风机控制信号FAN；第三光耦(U7)的副边一端连接副边工作电压、副边另一端串联第五十四电阻(R59)、第五十五电阻(R60)后接地，第五十四电阻(R59)和第五十五电阻(R60)的公共节点连接第四功率开关管(Q7)的栅极，第四功率开关管(Q7)的源极接地、漏极用于向风机端输出隔离后的风机控制信号。

10.根据权利要求4所述的一种塔机控制一体机，其特征在于，所述检测电路包括3n个电流检测电路，n为逆变器模块IPM的数量，单个所述电流检测电路对应检测其中一个逆变器模块IPM输出的其中一相电流；

所述电流检测电路包括隔离式运放(U8)、第二运放(U9)、第四稳压管(Z6)、第三电感(L4)、第三十电容(C37)～第四十二电容(C49)和第五十六电阻(R61)～第六十八电阻(R73)；

在所述隔离式运放(U8)的原边：隔离式运放(U8)的原边正压供电端通过第五十六电阻(R61)连接原边工作电源，第五十七电阻(R62)与第五十六电阻(R61)并联；隔离式运放(U8)的正相输入端串联第五十八电阻(R63)后、连接所述第一检流电阻(R25)上远离三相全桥逆变器(U3)的一端，隔离式运放(U8)的反相输入端串联第五十九电阻(R64)后、连接所述第一检流电阻(R25)上靠近三相全桥逆变器(U3)的一端，隔离式运放(U8)的原边接地端连接隔离式运放(U8)的反相输入端，所述第四稳压管(Z6)反偏设置于隔离式运放(U8)的原边正压供电端与原边接地端之间；所述隔离式运放(U8)的原边正压供电端、正相输入端、反相输入端分别通过第三十电容(C37)、第三十三电容(C40)、第三十四电容(C41)一一对应连接其原边接地端，第三十一电容(C38)与第三十电容(C37)并联，第三十二电容(C39)的两端分别连接隔离式运放(U8)的正相输入端与反相输入端；

在所述隔离式运放(U8)的副边：隔离式运放(U8)的副边正压供电端通过第三电感(L4)连接副边工作电源，隔离式运放(U8)的副边正压供电端还通过相互并联的第三十五电容(C42)～第三十七电容(C44)接地，隔离式运放(U8)的副边接地端接地；隔离式运放(U8)的输出端正极串联第六十电阻(R65)和第六十一电阻(R66)后连接第二运放(U9)的反相输入端，隔离式运放(U8)的输出端负极串联第六十二电阻(R67)和第六十三电阻(R68)后连接第二运放(U9)的正相输入端，第六十电阻(R65)和第六十一电阻(R66)的公共节点通过第三十八电容(C45)接地，第六十二电阻(R67)和第六十三电阻(R68)的公共节点通过第四十电容(C47)接地，第三十九电容(C46)的一端连接第六十电阻(R65)和第六十一电阻(R66)的公共节点、第三十九电容(C46)的另一端连接第六十二电阻(R67)和第六十三电阻(R68)的公共节点；

第二运放(U9)的正相输入端通过串联的第六十六电阻(R71)和第六十七电阻(R72)接地，第二运放(U9)的正相输入端还通过第四十二电容(C49)接地；第二运放(U9)的反相输入端通过第四十一电容(C48)连接第二运放(U9)的输出端，第二运放(U9)的反相输入端还通过串联的第六十四电阻(R69)和第六十五电阻(R70)连接第二运放(U9)的输出端，第二运放(U9)的输出端通过串联的第六十八电阻(R73)连接所述控制器，以输出处理后的所述输出电流信号。