[实用新型]基于单片机与CPLD的高压变频器用的光纤控制装置

说明书

技术领域

本实用新型属于一种工业自动控制技术，具体涉及一种基于单片机与CPLD的高压变频器用的光纤控制装置。

技术背景

变频器的功率单元是主回路及控制为一单相桥式变频器。由输入变压器一个副边三相绕组供电，三相桥整流、电容滤波后供给IGBT单相桥式逆变回路，逆变后产生的交流电从端子输出。当某一功率单元发生故障不能按要求输出交流电时，控制回路发出IGBT封锁信号，将桥式逆变器封锁；同时发出旁通信号，将输出整流桥间的旁通晶闸管触发导通，构成输出回路中的旁通支路，使输出电流无阻碍地流过该功率单元，变频器可以在略低的输出下继续工作。

来自主控器的控制光信号，经光/电转换，在控制信号处理回路中产生IGBT的驱动信号或需旁通时的晶闸管触发信号，经相应的驱动回路去驱动IGBT或触发晶闸管。来自主回路和其他回路的状态信息被收集到应答信号处理回路进行处理，集中后经电/光转换器变换，以光信号向主控器发送，确认故障后控制信号处理回路发出信号，干预变频器运行。

发明内容

发明目的

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，性能可靠，价格低廉的单片机与CPLD的高压变频器功率单元旁通的光纤控制装置。

本实用新型的目的是这样实现的：基于单片机与CPLD的高压变频器用的光纤控制装置，它是由四部分构成：AVR单片机编程控制部分、CPLD逻辑控制部分、LCD显示部分及光纤通讯部分，AVR单片机编程控制部分通过软件程序对外界的旁通信号处理，CPLD逻辑控制部分通过来自AVR单片机信号进行编解码以扩展其功能，LCD显示部分实时显示AVR单片机与CPLD处理的结果，光纤通讯则是隔离高压远距离传输减少干扰。其中，键盘按键、AVR单片机编程控制部分、LCD显示部分及光纤通讯部分构成功率单元外部光纤发送板；AVR单片机编程控制部分、CPLD逻辑控制部分、光纤通讯部分和报警端子构成功率单元内部光纤接收板；发送板与接收板通过光纤通讯部分连接。

1.本实用新型所述的功率单元外部光纤发送板内部的键盘按键连接AVR单片机编程控制部分，AVR单片机编程控制部分连接LCD显示部分，AVR单片机编程控制部分连接光纤通讯部分；所述的功率单元内部光纤接收板内部的AVR单片机编程控制部分分别连接光纤通讯部分和CPLD逻辑控制部分，CPLD逻辑控制部分连接报警端子。

本实用新型针对现有变频器旁通装置结构复杂，控制不灵活，抗干扰能力差的缺点，提供了一种具有性价比合理的光纤来控制，当工作环境具有强烈的电磁兼容性干扰，存在强的电势差，需要高传输速率时，此时光纤通信控制是最佳选择。在冶金、供水、电力等行业为了保证生产正常连续进行，要求高压变频器的运行稳定性必须可靠。本实用新型给出的高压变频器光纤控制旁通装置设计方案经过实践检验，其性能可靠，能够长期运行，自投入市场以来，深受用户好评，具有广阔的市场应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的整个原理框图；

图2为本实用新型的光纤发送板原理图；

图3为本实用新型的光发送器和光接收器原理图；

图4为本实用新型的光纤接收板原理图；

图5为本实用新型CPLD逻辑控制部分原理图；

图6为本实用新型的电平转换电路原理图；

图7为本实用新型的程序流程图；

具体实施方式

下面结合附图1～7和具体实施对本实用新型作进一步的说明：

如图1所示，首先通过发送板的按键产生键码，由AVR单片机进行编码，并产生新的通信协议代码送入发送缓冲器，通过TXD口发送给光纤发送器发送给内部功率单元的光纤接收板的光接收器，接收板的AVR单片机对接收到的协议代码判断比较，实现此按键具体的错误代码程序对CPLD进行相应控制，CPLD执行单片机的相应程序，对报警单元进行高低电平的控制。在下一个阶段AVR单片机通过对CPLD的相应I/O口读值，判断报警故障是否执行，并通过光纤发送器把相应码字反馈给功率单元外部的光纤发送板，并在LCD上显示其报警状态。以上就是整个系统运行过程的逻辑顺序。

当有按键按下时(如图2)，由AVR单片机(U1)ATTINY2313V进行识别编码，并通过PD5和PD6端口控制LCD显示相应的按键功能，与此同时通过TXD脚通过光纤发送器U3向功率单元内部接收板发送信号，等待反馈信息。当光纤接收器收到功率单元内部接收板反馈的信息后，传给AVR单片机进行信息处理，并在LCD上显示出相应的反馈信息。