本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種大功率變頻器并聯(lián)控制系統(tǒng)及驅(qū)動同步方法，本發(fā)明專利技術(shù)通過主控制器并聯(lián)控制多個從控制器，每個從控制器連接對應(yīng)的驅(qū)動單元，驅(qū)動單元分別連接電機，構(gòu)成了并聯(lián)控制系統(tǒng)。同時根據(jù)并聯(lián)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，實現(xiàn)了通訊信息建立過程、通訊故障容錯和降額運行過程以及驅(qū)動信號同步過程。本發(fā)明專利技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便于布線，同時整體成本較低，構(gòu)建的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)通訊建立、自動尋址，現(xiàn)場調(diào)試簡單。本發(fā)明專利技術(shù)通過從控制器檢測相鄰從控制器的狀態(tài)，當有從控制器出現(xiàn)故障時，切換為第二傳輸狀態(tài)，并將工作計數(shù)器的數(shù)值發(fā)送至主控制器，實現(xiàn)通訊故障設(shè)備的定位，實現(xiàn)自動降額運行，提升系統(tǒng)運行可靠性。統(tǒng)運行可靠性。統(tǒng)運行可靠性。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種大功率變頻器并聯(lián)控制系統(tǒng)及驅(qū)動同步方法
[0001]本專利技術(shù)屬于變頻調(diào)速
，尤其是一種大功率變頻器并聯(lián)控制系統(tǒng)及驅(qū)動同步方法。
技術(shù)介紹
[0002]變頻器是利用電力電子器件的開通與關(guān)斷將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，主要由整流、濾波、逆變、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元和微處理單元等組成。變頻器廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、紡織、電力、建材、煤炭等各個領(lǐng)域。
[0003]在某些應(yīng)用場合需要使用大功率的驅(qū)動電機，對應(yīng)需要大功率的變頻器配套進行驅(qū)動。由于單機變頻器最大容量受電力電子器件、散熱技術(shù)和成本限制，功率無法做得太高。因此常采用多臺同型號變頻器并聯(lián)實現(xiàn)方式，這種方式具有效率高、容量配置靈活、維護方便的特點。
[0004]變頻器并聯(lián)工作時需要各變頻器功率單元中驅(qū)動脈沖信號同時觸發(fā)，否則會造成裝置間的環(huán)流，輕則會造成功率損耗，重則會損壞設(shè)備。如圖1所示，目前常采用的變頻器并聯(lián)控制方式是由一臺主設(shè)備產(chǎn)生運算給定，再通過星形拓撲通訊方式分發(fā)給并聯(lián)的從設(shè)備。這種方式發(fā)生通訊故障時便于定位，未發(fā)生通訊故障的設(shè)備仍可降額運行，但隨著并聯(lián)數(shù)量的增加，使主設(shè)備硬件設(shè)計復(fù)雜且布線繁瑣。如圖2所示，為解決以上問題，可采用環(huán)形通訊方式，將運算給定串行發(fā)送給并聯(lián)變頻器設(shè)備，相較于并行發(fā)送方式硬件設(shè)計簡單、布線方便，但當傳送信號線損壞時，無法進行故障定位，并聯(lián)的變頻器設(shè)備需要整體停機。同時串行傳送使信號傳輸路徑不同，增加信號傳輸延時，造成并聯(lián)設(shè)備間的觸發(fā)脈沖信號不一致，無法實現(xiàn)較好的環(huán)流抑制效果。
專利
技術(shù)實現(xiàn)思路
[0005]本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種大功率變頻器并聯(lián)控制系統(tǒng)及驅(qū)動同步方法，能夠維持電網(wǎng)穩(wěn)定運行，能夠快速，準確給出最優(yōu)的負荷轉(zhuǎn)供方案，極大的提升調(diào)度員的工作效率，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
[0006]本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0007]一種大功率變頻器并聯(lián)控制系統(tǒng)，包括主控制器、多個從控制器和多個功率單元，其中主控制器通過光纖鏈形連接多個從控制器，每個從控制器通過信號線連接對應(yīng)的功率單元，用于對應(yīng)功率單元的控制，多個功率單元并聯(lián)連接電機，用于電機的驅(qū)動。
[0008]而且，所述主控制器包括主控制器第一輸入接口和主控制器第一輸出接口；從控制器包括從控制器第一輸入接口、從控制器第二輸入接口、從控制器第一輸出接口、從控制器第二輸出接口；
[0009]主控制器第一輸出接口連接第一從控制器的第一輸入接口，主控制器第一輸入接口連接第一從控制器的第一輸出接口，前從控制器的第一輸入接口與后從控制器的第一輸出接口連接，前從控制器的第一輸出接口與后從控制器的第一輸入接口連接。
[0010]而且，所述主控制器采用DSP和FPGA，主控制器用于啟停邏輯、工藝控制和矢量控制，
[0011]其中啟停邏輯用于并聯(lián)系統(tǒng)的初始化狀態(tài)、正常運行狀態(tài)和停機狀態(tài)的切換和控制；
[0012]工藝控制進行風(fēng)機、泵類、卷曲和提升；
[0013]矢量控制用于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、磁鏈與轉(zhuǎn)矩控制、電流調(diào)節(jié)、磁鏈與轉(zhuǎn)矩觀測和旋轉(zhuǎn)坐標變換。
[0014]而且，所述從控制器采用FPGA，用于功率單元三相輸出電流和母線電壓的采集，同時接收主控制器的運算給定，生成PWM信號驅(qū)動功率單元。
[0015]而且，所述從控制器包括通訊處理單元和傳輸路由單元，通訊處理單元的輸入端連接從控制器第一輸入接口，用于接收通訊數(shù)據(jù)并進行處理后輸出，通訊處理單元的輸出端連接傳輸路由單元的輸入端，傳輸路由單元的輸出端分別連接從控制器第一輸出接口和從控制器第二輸出接口，傳輸路由單元的輸入端連接從控制器第二輸入接口和通訊處理單元的輸出端。
[0016]一種大功率變頻器并聯(lián)控制系統(tǒng)的驅(qū)動同步方法，包括通訊信息建立過程、通訊故障容錯和降額運行過程以及驅(qū)動信號同步過程。
[0017]而且，所述通訊信息建立過程包括以下步驟：
[0018]步驟1.1從控制器傳輸路由單元初始狀態(tài)保持在第一傳輸狀態(tài)，主控制器發(fā)送包含從控制器數(shù)和工作計數(shù)器的信息，從控制器數(shù)用于記錄主控制器設(shè)定的從控制器總個數(shù)，工作計數(shù)器用于記錄當前已處理信息的從控制器個數(shù)，主控制器初始發(fā)出工作計數(shù)器為0；
[0019]步驟1.2、從控制器接收到信息后，由通訊處理單元將工作計數(shù)器值加1后輸出，并將加1后的工作計數(shù)器存儲作為本從控制器地址號，并將總站數(shù)與從控制器地址號比較，如果從控制器地址號小于總站數(shù)，傳輸路由單元保持在第一傳輸狀態(tài)；
[0020]步驟1.3、當從控制器地址號等于總站數(shù)，從控制器識別出自己為尾端從控制器，則傳輸路由單元切換為第二傳輸狀態(tài)，數(shù)據(jù)回傳到前從控制器，數(shù)據(jù)不做處理，最后回傳到主站，此時通訊鏈路建立，各從控制器完成自動尋址；
[0021]步驟1.4、主控制器接收到返回的信息，工作計數(shù)器等于總從控制器數(shù)，通訊建立結(jié)束。
[0022]而且，所述當處于第一傳輸狀態(tài)時，通訊處理單元連接從控制器第一輸出接口和從控制器第一輸入接口，從控制器第二輸入接口連接從控制器第二輸出接口，當處于第二傳輸狀態(tài)時，通訊處理單元連接從控制器連接從控制器第一輸入接口，通訊處理單元連接從控制器第二輸出接口，從控制器第二輸入接口連接從控制器第一輸出接口。
[0023]而且，所述通訊故障容錯及降額運行過程包括以下步驟：
[0024]步驟2.1、主控制器定時發(fā)送周期通訊信息，周期通訊信息包含工作計數(shù)器，從控制器接收到周期通訊信息后，由通訊處理單元將工作計數(shù)器值加1后輸出，不再改變從控制器地址；
[0025]步驟2.2、若某個從控制器檢測到與它臨近的下一個從控制器出現(xiàn)通訊故障，則傳輸路由單元切換為第二傳輸狀態(tài)，通訊故障點之前的從控制器仍然保持通訊；
[0026]步驟2.3、主控制器接收到返回的周期通訊信息，讀取工作計數(shù)器，主控制器得知通訊正常的從控制器數(shù)量和通訊故障發(fā)生點；
[0027]步驟2.4、主控制器根據(jù)通訊正常的從控制器數(shù)量重新計算運行給定，使并聯(lián)設(shè)備整體降額運行。
[0028]而且，所述驅(qū)動信號同步過程包括以下步驟：
[0029]步驟3.1、主控制器定時發(fā)送此時刻主控制器內(nèi)部的計時器數(shù)值T1；
[0030]步驟3.2、從控制器接收后記錄此刻本地的計時器數(shù)值T2，并發(fā)送回應(yīng)命令，同時記錄此刻的本地計時器數(shù)值T3；
[0031]步驟3.3、主控制器接收到回應(yīng)命令后，記錄此刻主控制器的計時器數(shù)值T4，并將此數(shù)值再次回傳給從控制器，同時T4去除多余的返回時間RTime得到修正時間T4F：
[0032]T4F＝T4
?
RTime
[0033]步驟3.4、從控制器將接收到的四次數(shù)值計算出時鐘偏差：
[0034]偏差＝[(T4F
?
T3)
?
(T2
?
T1)]/2
[0035]從控制器將本地計時器數(shù)值減去時鐘偏差實現(xiàn)計時器的同步，進而完成驅(qū)動本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種大功率變頻器并聯(lián)控制系統(tǒng)，并聯(lián)在變頻器上，其特征在于：包括主控制器、多個從控制器和多個功率單元，其中主控制器通過光纖鏈形連接多個從控制器，每個從控制器通過信號線連接對應(yīng)的功率單元，用于對應(yīng)功率單元的控制，多個功率單元并聯(lián)連接電機，用于電機的驅(qū)動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率變頻器并聯(lián)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述主控制器包括主控制器第一輸入接口和主控制器第一輸出接口；從控制器包括從控制器第一輸入接口、從控制器第二輸入接口、從控制器第一輸出接口、從控制器第二輸出接口；主控制器第一輸出接口連接第一從控制器的第一輸入接口，主控制器第一輸入接口連接第一從控制器的第一輸出接口，前從控制器的第一輸入接口與后從控制器的第一輸出接口連接，前從控制器的第一輸出接口與后從控制器的第一輸入接口連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率變頻器并聯(lián)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述主控制器采用DSP和FPGA，主控制器用于啟停邏輯、工藝控制和矢量控制，其中啟停邏輯用于并聯(lián)系統(tǒng)的初始化狀態(tài)、正常運行狀態(tài)和停機狀態(tài)的切換和控制；工藝控制進行風(fēng)機、泵類、卷曲和提升；矢量控制用于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、磁鏈與轉(zhuǎn)矩控制、電流調(diào)節(jié)、磁鏈與轉(zhuǎn)矩觀測和旋轉(zhuǎn)坐標變換。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率變頻器并聯(lián)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述從控制器采用FPGA，用于功率單元三相輸出電流和母線電壓的采集，同時接收主控制器的運算給定，生成PWM信號驅(qū)動功率單元。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大功率變頻器并聯(lián)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述從控制器包括通訊處理單元和傳輸路由單元，通訊處理單元的輸入端連接從控制器第一輸入接口，用于接收通訊數(shù)據(jù)并進行處理后輸出，通訊處理單元的輸出端連接傳輸路由單元的輸入端，傳輸路由單元的輸出端分別連接從控制器第一輸出接口和從控制器第二輸出接口，傳輸路由單元的輸入端連接從控制器第二輸入接口和通訊處理單元的輸出端。6.一種如權(quán)利要求1至5任一項所述的大功率變頻器并聯(lián)控制系統(tǒng)的驅(qū)動同步方法，其特征在于：包括通訊信息建立過程、通訊故障容錯和降額運行過程以及驅(qū)動信號同步過程。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種大功率變頻器并聯(lián)控制系統(tǒng)的驅(qū)動同步方法，其特征在于：所述通訊信息建立過程包括以下步驟：步驟1.1從控制器傳輸路由單元初始狀態(tài)保持在第一傳輸狀態(tài)，主控制器發(fā)送包含從控制器數(shù)和工作計數(shù)器的信息，從控制器數(shù)用于記錄主控制器設(shè)定的從控制器總個數(shù)，工作計數(shù)器用于記錄當前已處理信息的從控制器個數(shù)，主控制器初始發(fā)出工作計數(shù)器為0；步驟1.2、從控制器接收到信息后，由通訊處理單元將工作計數(shù)器值加1后輸出，并將加1后的工作計...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：賀永鵬，王明玥，于洪澤，于志強，劉同磊，
申請(專利權(quán))人：天津電氣科學(xué)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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