專(zhuān)利名稱(chēng)：變頻器通訊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及交流變頻器，特別涉及變頻器控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高壓變頻器，特別是工作在3kV以上的高壓大功率變頻器，一般采用多級(jí)串聯(lián)輸出的結(jié)構(gòu)形式。其基本結(jié)構(gòu)包括多段移相變壓器、功率單元、及控制系統(tǒng)等?？刂葡到y(tǒng)通過(guò)通訊端口，向各個(gè)功率單元傳送PWM波形數(shù)據(jù)及各種控制信息，各個(gè)功率單元也會(huì)向控制系統(tǒng)傳送各種狀態(tài)信息，各個(gè)功率單元輸出的信號(hào)波形，經(jīng)過(guò)疊加合成頻率、電壓受控制系統(tǒng)控制的正弦波電壓。高壓變頻器有三相電壓輸出，每一相均由多級(jí)功率單元串聯(lián)輸出，對(duì)于n級(jí)串聯(lián)的高壓變頻器，共有3n個(gè)功率單元。根據(jù)電壓等級(jí)的不同，每相串聯(lián)的功率單元數(shù)目不同。國(guó)內(nèi)、國(guó)際上生產(chǎn)這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高壓變頻器廠家，一般每相串聯(lián)功率單元數(shù)目為3～12個(gè)。但無(wú)論串聯(lián)單元數(shù)目的多少，都存在控制系統(tǒng)同時(shí)與多個(gè)功率單元的通訊問(wèn)題。為了保證通訊的可靠性及抗干擾性，控制系統(tǒng)與功率單元之間的通訊一般都采用光纖，以實(shí)現(xiàn)各種上、下行信號(hào)的可靠傳送。
目前，高壓變頻器的光纖傳送都采用如下方法每一個(gè)功率單元都有兩根光纖與控制系統(tǒng)連接，分別為下行信號(hào)——控制系統(tǒng)傳送到功率單元的數(shù)據(jù)和控制信號(hào)，及上行信號(hào)——功率單元返回至控制系統(tǒng)的各種狀態(tài)信息。
這種傳送方式稱(chēng)為并行通訊方式，其缺點(diǎn)是控制系統(tǒng)通訊端口眾多，需要太多的通訊器件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。以每相6個(gè)功率單元串聯(lián)的高壓變頻器為例，功率單元數(shù)目為18個(gè)，控制系統(tǒng)共有18對(duì)通訊端口與18個(gè)功率單元連接，總共需要18對(duì)光纖(共36根)進(jìn)行信號(hào)傳送。這種方式需要的光纖及通訊器件很多，成本高，可靠性低。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題，就是針對(duì)現(xiàn)有變頻器通訊裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要的通訊光纖數(shù)量大，可靠性低，成本高的缺點(diǎn)，提供一種變頻器串行通訊裝置。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題，采用的技術(shù)方案是，變頻器通訊裝置，包括A相n級(jí)功率單元、B相n級(jí)率單元和C相n級(jí)率單元以及控制系統(tǒng)，所述功率單元通訊端口與控制系統(tǒng)連接；其特征在于k個(gè)功率單元通訊端口串聯(lián)后與控制系統(tǒng)連接；所述n≥3，k＝3；所述功率單元為不同相的功率單元；所述功率單元為同一級(jí)的功率單元；所述n＝3～12。
本實(shí)用新型的有益效果是，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少了通訊光纖用量，降低了系統(tǒng)成本，提高了系統(tǒng)可靠性。通訊實(shí)時(shí)性強(qiáng)，功率單元互換性高。


圖1是功率單元與控制系統(tǒng)連接示意圖；圖2是實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
本實(shí)用新型將多個(gè)功率單元的通訊端口串聯(lián)起來(lái)，再與控制系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)端口連接，可以節(jié)省控制系統(tǒng)通訊端口，減少通訊光纖的用量。圖1示出了功率單元與控制系統(tǒng)連接的示意圖。
圖中，功率單元Ai為A相某一功率單元，功率單元Bj為B相某一功率單元，功率單元Cm為C相某一功率單元。控制系統(tǒng)的發(fā)送端通過(guò)發(fā)送光纖701將信號(hào)發(fā)送至功率單元Ai的接收端；功率單元Ai的發(fā)送端通過(guò)發(fā)送光纖702將信號(hào)發(fā)送至功率單元Bj的接收端；功率單元Bi的發(fā)送端通過(guò)發(fā)送光纖703將信號(hào)發(fā)送至功率單元Cm的接收端；功率單元Cm的發(fā)送端通過(guò)發(fā)送光纖704將信號(hào)發(fā)送至控制系統(tǒng)的接收端。在上述四段光纖中傳送的串行信號(hào)編碼的幀結(jié)構(gòu)、幀周期均相同，上述功率單元的串聯(lián)順序可以是任意的。由于功率單元之間的光纖長(zhǎng)度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于控制系統(tǒng)到各個(gè)功率單元的光纖長(zhǎng)度，這樣的連接方式可以節(jié)省大量光纖。
上述連接方式，不但可以減少高壓變頻器控制系統(tǒng)光纖及通訊器件的數(shù)目，有效降低成本，使盡可能多的功率單元實(shí)現(xiàn)互換，而且能夠靈活應(yīng)用串行通訊數(shù)據(jù)擴(kuò)展性好、速度快的優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例對(duì)于一個(gè)每相六級(jí)串聯(lián)的高壓變頻器，我們將功率單元分別命名為A1、A2、A3……A6，B1、B2、B3……B6，C1、C2、C3……C6，如圖2所示。控制系統(tǒng)共有六對(duì)發(fā)送接收端口，每個(gè)功率單元有一對(duì)發(fā)送、接收端口；控制系統(tǒng)的發(fā)送端口101通過(guò)光纖與功率單元A1的接收端口連接；功率單元A1的發(fā)送端口與功率單元B1的接收端口連接；功率單元B1的發(fā)送端口與功率單元C1的接收端口連接；功率單元C1的發(fā)送端口通過(guò)光纖與控制系統(tǒng)的接收端口102連接，余類(lèi)推。
同相的功率單元可以任意互換，不同相的功率單元可以通過(guò)跳線設(shè)置進(jìn)行互換。
高壓變頻器控制系統(tǒng)與功率單元之間，以及各個(gè)功率單元之間，傳送的信號(hào)數(shù)據(jù)幀的格式可以按以下方式定義

t0時(shí)刻，控制系統(tǒng)的發(fā)送光纖至A相功率單元的信號(hào)為

當(dāng)A相功率單元接收上述信號(hào)后，t1時(shí)刻，A相功率單元向B相功率單元發(fā)送的信號(hào)為

當(dāng)B相功率單元接收上述信號(hào)后，t2時(shí)刻，B相功率單元向C相功率單元發(fā)送的信號(hào)為

當(dāng)C相功率單元接收上述信號(hào)后，t3時(shí)刻，C相功率單元向控制系統(tǒng)的接收光纖發(fā)送的信號(hào)為

各相功率單元更新信號(hào)的周期為上述時(shí)間之和。用這種方式，在一個(gè)通訊周期里，三個(gè)單元不僅得到了自己的波形數(shù)據(jù)，同時(shí)還能將狀態(tài)信息傳回控制系統(tǒng)，該種串行通訊數(shù)據(jù)擴(kuò)展性很好。
本實(shí)用新型的高壓變頻器控制系統(tǒng)與功率單元之間的信號(hào)發(fā)送與接收還可以按照如下方式進(jìn)行控制系統(tǒng)與功率單元之間及各個(gè)功率單元之間的數(shù)據(jù)幀的格式可以按以下方式定義

t0時(shí)刻，控制系統(tǒng)的發(fā)送光纖至A相功率單元的信號(hào)為

同一時(shí)刻，A相功率單元向B相功率單元發(fā)送的信號(hào)為

同一時(shí)刻，B相功率單元向C相功率單元發(fā)送的信號(hào)為

同一時(shí)刻，C相功率單元向控制系統(tǒng)的接收光纖發(fā)送的信號(hào)為

即某一時(shí)刻，在每一級(jí)的通訊回路中總共有四組信號(hào)在傳送。用這種方式，三個(gè)單元不僅得到了自己的波形數(shù)據(jù)，同時(shí)還能將狀態(tài)信息傳回控制系統(tǒng)，該種串行通訊速度快，通訊實(shí)時(shí)性好。
從上述實(shí)施例中可以看出，本實(shí)用新型的高壓大功率變頻器比一般的高壓大功率變頻器控制系統(tǒng)的光纖對(duì)數(shù)及通訊端口減少了2/3，大量降低了控制系統(tǒng)光纖及通訊器件的數(shù)目，有效降低成本，使功率單元可以實(shí)現(xiàn)互換，而且能夠靈活應(yīng)用串行通訊數(shù)據(jù)擴(kuò)展性好、速度快的優(yōu)點(diǎn)。
以上實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)用新型顯然不受上述實(shí)施例的限制，任何基于本實(shí)用新型的等效變換，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.變頻器通訊裝置，包括A相n級(jí)功率單元、B相n級(jí)率單元和C相n級(jí)率單元以及控制系統(tǒng)，所述功率單元通訊端口與控制系統(tǒng)連接；其特征在于k個(gè)功率單元通訊端口串聯(lián)后與控制系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器通訊裝置，其特征在于所述n≥3，所述k＝3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻器通訊裝置，其特征在于所述功率單元為不同相的功率單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變頻器通訊裝置，其特征在于所述功率單元為同一級(jí)的功率單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的變頻器通訊裝置，其特征在于所述n＝3～12。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及交流變頻器，特別涉及變頻器控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有變頻器通訊裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要的通訊光纖數(shù)量大，可靠性低，成本高的缺點(diǎn)，公開(kāi)了一種變頻器串行通訊裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，變頻器通訊裝置，包括A相n級(jí)功率單元、B相n級(jí)率單元和C相n級(jí)率單元以及控制系統(tǒng)，所述功率單元通訊端口與控制系統(tǒng)連接；其特征在于k個(gè)功率單元通訊端口串聯(lián)后與控制系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型的有益效果是，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少了通訊光纖用量，降低了系統(tǒng)成本，提高了系統(tǒng)可靠性。通訊實(shí)時(shí)性強(qiáng)，功率單元互換性高。
文檔編號(hào)H02M5/16GK2826818SQ200520035348
公開(kāi)日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者賴(lài)成毅, 彭良平, 崔楊, 常瑞, 梁之龍 申請(qǐng)人:東方日立(成都)電控設(shè)備有限公司