專利名稱：一種高壓變頻器的開關(guān)量控制方法及控制插件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電氣部件的控制方法及結(jié)構(gòu)，具體說是一種高壓變頻器的開關(guān)量 控制方法及控制插件，涉及一種高壓變頻器起動、停機(jī)、復(fù)位、急停等變頻器內(nèi)各種關(guān)鍵開 關(guān)信號的測量和控制技術(shù)，屬于測控技術(shù)領(lǐng)域。主要用于高壓變頻器中。
背景技術(shù)：
目前，全世界正在為能源緊缺而困擾，我國的能源形勢尤其嚴(yán)峻。隨著中國經(jīng)濟(jì)的 快速發(fā)展，能源成為制約經(jīng)濟(jì)增長的瓶頸，節(jié)約降耗也就成為國家和企業(yè)嚴(yán)重關(guān)切的問題。 具有理想節(jié)能效果和調(diào)速性能的高壓變頻器引起政府主管部門和各高耗能企業(yè)的高度關(guān) 注，變頻成為首選的節(jié)能產(chǎn)品。在高壓變頻器運(yùn)行時，有很多開關(guān)量信號需要測量和控制，如高壓變頻器起動、停 機(jī)、復(fù)位、急停等變頻器內(nèi)各種關(guān)鍵開關(guān)信號，這些開關(guān)量信號的控制必須要準(zhǔn)確。由于高 壓變頻器自身和使用環(huán)境特點，增加在開發(fā)過程中的難度。比如高噪聲，粉塵多，帶動大電 機(jī)，在高壓環(huán)境下運(yùn)行，高壓信號會產(chǎn)生電磁干擾，系統(tǒng)潛在的缺陷也極有可能造成較大的 干擾，因此需要進(jìn)一步加以改進(jìn)。經(jīng)過檢索尚未發(fā)現(xiàn)有相關(guān)的文獻(xiàn)報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為了克服現(xiàn)有高壓變頻器抗使用環(huán)境的強(qiáng)干擾能力不強(qiáng)的不 足，提供一種用于抗環(huán)境干擾能力更好的高壓變頻器開關(guān)量控制方法及控制插件。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種高壓變頻器開關(guān)量控制方法， 在高壓變頻器輸入端設(shè)置高壓變頻器開關(guān)量輸入測量電路，采集高壓變頻器輸入開關(guān)量信 號，并將高壓變頻器輸入開關(guān)量信號通過信號降幅一整流一濾波一隔離處理后接入邏輯控 制器；邏輯控制器經(jīng)過運(yùn)算處理后，發(fā)出控制指令，由開關(guān)量輸出控制電路經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換一 隔離一濾波一繼電器隔離處理后，控制外部信號的接通和關(guān)斷。在高壓變頻器開關(guān)量控制 方法中設(shè)有輸出開關(guān)量自檢部分；輸出開關(guān)量自檢部分是將輸出控制的開關(guān)量信號通過 降幅、隔離后，送入邏輯處理器，輸出開關(guān)量狀態(tài)通過反饋電路將輸出狀態(tài)反饋給邏輯處理 器，實現(xiàn)了開關(guān)量自檢。所述的高壓變頻器開關(guān)量輸入測量電路是指高壓變頻器輸入開關(guān)量的測量單元， 輸入開關(guān)量電壓信號經(jīng)降幅后，進(jìn)入整流橋，整流后的信號進(jìn)行濾波、隔離后，送入邏輯處 理器進(jìn)行邏輯處理。在高壓變頻器輸入開關(guān)量的測量單元中，降幅電路接在整流橋之前，保 護(hù)了整流橋和后續(xù)電路。若降幅電路接在整流橋之后，整流橋容易燒壞，引起電路板和測量 裝置故障；且開關(guān)量輸入信號接入時，在整流橋輸入端進(jìn)行了輸入過壓保護(hù)電路，設(shè)有壓敏 電阻，既保護(hù)了整流橋，又保護(hù)了后續(xù)電路。開關(guān)量輸入信號經(jīng)整流后，通過濾波處理濾除了開關(guān)量動作時的高次諧波和干擾 信號，通過隔離處理隔離高壓和干擾。所述的開關(guān)量輸出控制電路是指高壓變頻器開關(guān)量輸出控制單元，由邏輯處理器
3發(fā)出控制信號，隔離后經(jīng)過繼電器隔離后輸出，隔離后的信號對繼電器的開關(guān)進(jìn)行控制，從 而控制輸出信號的接通和關(guān)閉，雙重隔離提高了輸出開關(guān)量控制的準(zhǔn)確性。所述的輸出開關(guān)量自檢部分的自檢是通過開關(guān)量狀態(tài)的反饋電路實現(xiàn)的，輸出開 關(guān)量狀態(tài)經(jīng)輸出信號的降幅、濾波、隔離反饋給邏輯處理器，邏輯處理器對開關(guān)量的狀態(tài)進(jìn) 行判斷，實現(xiàn)了開關(guān)量輸出信號的自檢。根據(jù)上述方法所提出的高壓變頻器的開關(guān)量控制插件是一種高壓變頻器的開關(guān) 量控制電路板，包括高壓變頻器輸入開關(guān)量采集單元、輸出開關(guān)量控制單元和輸出開關(guān)量 信號自檢單元。其中，開關(guān)量輸入測量電路包括信號降幅部分、整流部分、濾波部分和隔離 部分，信號在開關(guān)量輸入測量電路經(jīng)過信號降幅一整流一濾波一隔離處理后接入邏輯控制 器；開關(guān)量輸出控制電路也與邏輯控制器相接；開關(guān)量輸出控制電路由邏輯控制器發(fā)出控 制指令，經(jīng)過“電平轉(zhuǎn)換一隔離一濾波一繼電器隔離”處理后，控制外部信號的接通和關(guān)斷。 在高壓變頻器開關(guān)量控制方法中設(shè)有輸出開關(guān)量自檢部分；輸出開關(guān)量自檢部分是將輸出 控制的開關(guān)量信號通過降幅、隔離后，送入邏輯處理器，輸出開關(guān)量狀態(tài)通過反饋電路將輸 出狀態(tài)反饋給邏輯處理器，實現(xiàn)了開關(guān)量自檢；此外，邏輯處理器通過光纖與高壓變頻器主 控制器通訊。所述邏輯處理器可采用可編程門陣列芯片、復(fù)雜可編程器件芯片、微控制器芯片 和數(shù)字信號處理芯片中的一種，將開關(guān)量的狀態(tài)送入邏輯處理器進(jìn)行邏輯運(yùn)算。本發(fā)明的優(yōu)點在于
第一，本發(fā)明的輸入開關(guān)量電路進(jìn)行了過壓保護(hù)、隔離和兩次濾波，提高了電路的抗干 擾能力；在高溫、高諧波、高噪聲的情況下，仍能有效運(yùn)行，提高了高壓變頻器的抗干擾能 力。第二，本發(fā)明輸出開關(guān)量控制信號進(jìn)行了兩次隔離，既隔離了高壓干擾，又防止輸 出開關(guān)量誤動作，具有高可靠性。第三，本發(fā)明的輸出開關(guān)量信號實現(xiàn)了自檢。第四，本發(fā)明的每個輸入輸出通道對應(yīng)一個指示燈，可方便的觀測到輸入輸出是
否正常。第五，本發(fā)明采用了光纖處理電路，就地將電信號轉(zhuǎn)為光信號進(jìn)行傳輸，克服了電 信號傳輸?shù)姆N種缺陷。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明開關(guān)量輸入電路結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明開關(guān)量輸入電路圖。圖4為本發(fā)明開關(guān)量輸出電路結(jié)構(gòu)圖。圖5為本發(fā)明開關(guān)量輸出電路圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。如附圖1所示，一種高壓變頻器開關(guān)量控制方法，在高壓變頻器輸入端設(shè)置高壓
4變頻器開關(guān)量輸入測量電路1，采集高壓變頻器輸入開關(guān)量信號，并將高壓變頻器輸入開 關(guān)量信號通過信號降幅一整流一濾波一隔離處理后接入邏輯控制器2 ；邏輯控制器2經(jīng)過 運(yùn)算處理后，發(fā)出控制指令，由開關(guān)量輸出控制電路經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換一隔離一濾波一繼電器 隔離處理后，控制外部信號的接通和關(guān)斷。在高壓變頻器開關(guān)量控制方法中設(shè)有輸出開關(guān) 量自檢部分；輸出開關(guān)量自檢部分是將輸出控制的開關(guān)量信號通過降幅、隔離后，送入邏輯 處理器3，輸出開關(guān)量狀態(tài)通過反饋電路將輸出狀態(tài)反饋給邏輯處理器3，實現(xiàn)了開關(guān)量自 檢；此外，邏輯處理器通過光纖4與高壓變頻器主控制器5通訊。如附圖2所示，所述的高壓變頻器開關(guān)量輸入測量電路是指高壓變頻器輸入開關(guān) 量的測量單元，輸入開關(guān)量電壓信號經(jīng)降幅后，進(jìn)入整流橋，整流后的信號進(jìn)行濾波、隔離 后，送入邏輯處理器FPGA進(jìn)行邏輯處理。如附圖3所示，在高壓變頻器輸入開關(guān)量的測量單 元中，降幅電路接在整流橋之前，保護(hù)了整流橋和后續(xù)電路。若降幅電路接在整流橋之后， 整流橋容易燒壞，引起電路板和測量裝置故障；且開關(guān)量輸入信號接入時，在整流橋輸入端 進(jìn)行了輸入過壓保護(hù)電路，設(shè)有壓敏電阻，既保護(hù)了整流橋，又保護(hù)了后續(xù)電路。開關(guān)量輸入信號經(jīng)整流后，通過濾波處理濾除了開關(guān)量動作時的高次諧波和干擾 信號，通過隔離處理隔離高壓和干擾。根據(jù)上述方法所提出的高壓變頻器的開關(guān)量控制插件是一種高壓變頻器的開關(guān) 量控制電路板，包括高壓變頻器輸入開關(guān)量采集單元、輸出開關(guān)量控制單元和輸出開關(guān)量 信號自檢單元。其中，開關(guān)量輸入測量電路包括信號降幅部分、整流部分、濾波部分和隔離 部分，信號在開關(guān)量輸入測量電路經(jīng)過信號降幅一整流一濾波一隔離處理后接入邏輯控制 器；開關(guān)量輸出控制電路也與邏輯控制器相接；開關(guān)量輸出控制電路由邏輯控制器發(fā)出控 制指令，經(jīng)過“電平轉(zhuǎn)換一隔離一濾波一繼電器隔離”處理后，控制外部信號的接通和關(guān)斷 (如附圖4所示)。在高壓變頻器開關(guān)量控制方法中設(shè)有輸出開關(guān)量自檢部分；輸出開關(guān)量 自檢部分是將輸出控制的開關(guān)量信號通過降幅、隔離后，送入邏輯處理器，輸出開關(guān)量狀態(tài) 通過反饋電路將輸出狀態(tài)反饋給邏輯處理器，實現(xiàn)了開關(guān)量自檢；此外，邏輯處理器通過光 纖與高壓變頻器主控制器通訊。所述邏輯處理器可采用可編程門陣列芯片、復(fù)雜可編程器件芯片、微控制器芯片 和數(shù)字信號處理芯片中的一種，將開關(guān)量的狀態(tài)送入邏輯處理器進(jìn)行邏輯運(yùn)算。且在輸入開關(guān)量狀態(tài)，開關(guān)量輸入的每個通道對應(yīng)一個顯示燈，當(dāng)通道信號幅值 到達(dá)預(yù)設(shè)值時，顯示燈亮，通過控制器上的指示燈可以實時觀測。且在輸出開關(guān)量狀態(tài)，開關(guān)量輸出的每個通道對應(yīng)一個顯示燈，當(dāng)輸出繼電器閉 合時，顯示燈亮，通過控制器上的指示燈可以實時觀測。輸入輸出開關(guān)量的狀態(tài)信息都通過邏輯處理器進(jìn)行邏輯處理，邏輯處理器通過 光纖與主控板進(jìn)行通訊，光纖通訊就近將電信號轉(zhuǎn)為光信號，可以隔離高壓，具有很好的抗 電磁干擾性能。所述的邏輯處理器是可編程門陣列芯片組成的邏輯處理器。如附圖5所示，所述的開關(guān)量輸出控制電路是指高壓變頻器開關(guān)量輸出控制單 元，由邏輯處理器發(fā)出控制信號，隔離后經(jīng)過繼電器隔離后輸出，隔離后的信號對繼電器的 開關(guān)進(jìn)行控制，從而控制輸出信號的接通和關(guān)閉，雙重隔離提高了輸出開關(guān)量控制的準(zhǔn)確 性。
所述的輸出開關(guān)量自檢部分的自檢是通過開關(guān)量狀態(tài)的反饋電路實現(xiàn)的，輸出開 關(guān)量狀態(tài)經(jīng)輸出信號的降幅、濾波、隔離反饋給邏輯處理器，邏輯處理器對開關(guān)量的狀態(tài)進(jìn) 行判斷，實現(xiàn)了開關(guān)量輸出信號的自檢。
權(quán)利要求
1.一種高壓變頻器開關(guān)量控制方法，其特征在于在高壓變頻器輸入端設(shè)置高壓變頻 器開關(guān)量輸入測量電路，采集高壓變頻器輸入開關(guān)量信號，并將高壓變頻器輸入開關(guān)量信 號通過信號降幅一整流一濾波一隔離處理后接入邏輯控制器；邏輯控制器經(jīng)過運(yùn)算處理 后，發(fā)出控制指令，由開關(guān)量輸出控制電路經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換一隔離一濾波----繼電器隔離處 理后，控制外部信號的接通和關(guān)斷。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓變頻器開關(guān)量控制方法，其特征在于在高壓變頻器開關(guān) 量控制方法中設(shè)有輸出開關(guān)量自檢部分；輸出開關(guān)量自檢部分是將輸出控制的開關(guān)量信號 通過降幅、隔離后，送入邏輯處理器，輸出開關(guān)量狀態(tài)通過反饋電路將輸出狀態(tài)反饋給邏輯 處理器，實現(xiàn)開關(guān)量自檢。
3.如權(quán)利要求2所述的高壓變頻器開關(guān)量控制方法，其特征在于邏輯處理器通過光 纖與高壓變頻器主控制器通訊。
4.如權(quán)利要求1所述的高壓變頻器開關(guān)量控制方法，其特征在于所述的高壓變頻器 開關(guān)量輸入測量電路是指高壓變頻器輸入開關(guān)量的測量單元，輸入開關(guān)量電壓信號經(jīng)降幅 后，進(jìn)入整流橋，整流后的信號進(jìn)行濾波、隔離后，送入邏輯處理器進(jìn)行邏輯處理；在高壓變 頻器輸入開關(guān)量的測量單元中，降幅電路接在整流橋之前；且開關(guān)量輸入信號接入時，在整 流橋輸入端進(jìn)行了輸入過壓保護(hù)電路，設(shè)有壓敏電阻。
5.如權(quán)利要求1所述的高壓變頻器開關(guān)量控制方法，其特征在于所述的開關(guān)量輸出 控制電路是指高壓變頻器開關(guān)量輸出控制單元，由邏輯處理器發(fā)出控制信號，隔離后經(jīng)過 繼電器隔離后輸出，隔離后的信號對繼電器的開關(guān)進(jìn)行控制，從而控制輸出信號的接通和 關(guān)閉，雙重隔離提高了輸出開關(guān)量控制的準(zhǔn)確性。
6.一種高壓變頻器的開關(guān)量控制插件，其特征在于包括高壓變頻器輸入開關(guān)量采集 單元、輸出開關(guān)量控制單元和輸出開關(guān)量信號自檢單元；其中，開關(guān)量輸入測量電路包括信 號降幅部分、整流部分、濾波部分和隔離部分，信號在開關(guān)量輸入測量電路經(jīng)過信號降幅一 整流一濾波一隔離處理后接入邏輯控制器；開關(guān)量輸出控制電路也與邏輯控制器相接；開 關(guān)量輸出控制電路由邏輯控制器發(fā)出控制指令，經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換一隔離一濾波一一繼電器 隔離處理后，控制外部信號的接通和關(guān)斷。
7.如權(quán)利要求6所述的一種高壓變頻器的開關(guān)量控制插件，其特征在于在高壓變頻 器開關(guān)量控制方法中設(shè)有輸出開關(guān)量自檢部分；輸出開關(guān)量自檢部分是將輸出控制的開關(guān) 量信號通過降幅、隔離后，送入邏輯處理器，輸出開關(guān)量狀態(tài)通過反饋電路將輸出狀態(tài)反饋 給邏輯處理器，實現(xiàn)了開關(guān)量自檢。
8.如權(quán)利要求7所述的一種高壓變頻器的開關(guān)量控制插件，其特征在于邏輯處理器 通過光纖與高壓變頻器主控制器通訊。
9.如權(quán)利要求8所述的一種高壓變頻器的開關(guān)量控制插件，其特征在于所述邏輯處 理器可采用可編程門陣列芯片、復(fù)雜可編程器件芯片、微控制器芯片和數(shù)字信號處理芯片 中的一種，將開關(guān)量的狀態(tài)送入邏輯處理器進(jìn)行邏輯運(yùn)算。
全文摘要
一種高壓變頻器的開關(guān)量控制方法及控制器，在高壓變頻器輸入端設(shè)置高壓變頻器開關(guān)量輸入測量電路，采集高壓變頻器輸入開關(guān)量信號，并將高壓變頻器輸入開關(guān)量信號通過信號降幅—整流—濾波—隔離處理后接入邏輯控制器；邏輯控制器經(jīng)過運(yùn)算處理后，發(fā)出控制指令，由開關(guān)量輸出控制電路經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換—隔離—濾波—繼電器隔離處理后，控制外部信號的接通和關(guān)斷。在高壓變頻器開關(guān)量控制方法中設(shè)有輸出開關(guān)量自檢部分；輸出開關(guān)量自檢部分是將輸出控制的開關(guān)量信號通過降幅、隔離后，送入邏輯處理器，輸出開關(guān)量狀態(tài)通過反饋電路將輸出狀態(tài)反饋給邏輯處理器，實現(xiàn)了開關(guān)量自檢；此外，邏輯處理器通過光纖與高壓變頻器主控制器通訊。
文檔編號G05B19/05GK102122142SQ201110005708
公開日2011年7月13日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者李毅鑫, 王翠玲, 羅仁俊, 藍(lán)德劭, 鐘強(qiáng) 申請人:株洲變流技術(shù)國家工程研究中心有限公司