[发明专利]一种用于逆变器脉宽调制信号传输的光纤通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及两电平变频器驱动技术，尤其是涉及一种用光纤传输驱动信号和返回IGBT状态信息的方法。

背景技术

二电平逆变器为三相全桥逆变电路，采用6个IGBT作为主开关器件。在大功率逆变器中为了防止信号干扰，要求控制电路和主逆变电气电路可靠隔离，因此通用变频大多采用6路光纤来传输6路IGBT驱动信号，用6路光纤来返回6个IGBT状态信号，共用12路光纤。所以光纤接收器和光纤发送器都必须各用12对，再加上12路光纤，不仅增加了器件成本，而且增加了人力成本，同时由于器件的增加和人力的增加，会导致故障点增多和安装错误的增多。

发明内容

本发明的目的在于采用两根光纤通信，驱动6路IGBT和返回6路IGBT状态信息。

为实现本发明的目的，提出一种用于逆变器脉宽调制信号传输的光纤通信方法。该方法在驱动指令下行传输过程中，将6个IGBT的驱动指令编码为不同频率的电平信号，用光纤发生器转化为光信号后采用一根光纤通信，光纤接收器将所述光信号转化为不同频率的电平信号，解码器将电平信号转化为对应的6个IGBT的驱动信号；在状态指令上行传输过程中，将6个IGBT的状态信息编码为不同频率的电平信号，用光纤发生器转化为光信号后采用一根光纤通信，光纤接收器将光信号转化为不同频率的电平信号，解码器将电平信号转化为对应的6个IGBT的状态信号，实现用两根光纤和编解码装置进行6路IGBT驱动和返回6路IGBT状态信号的双向传输。

该方法的具体步骤包括：

1)在下行光纤通信过程中，获取系统命令，并对命令进行编码，并转化为相应的电平信号

2)用光纤发生器将所述电平信号转化为光信号；

3)用光纤接收器接受所述光信号，并转化为电平信号；

4)将所述电平信号解码，并发出相应的IGBT驱动信号；

5)在上行光纤通信过程中，对各IGBT的状态进行分析判断，是否有故障，将故障信息进行编码，转化为相应的电平信号；

6)用光纤发生器将所述电平信号转化为光信号；

7)用光纤接收器接受所述光信号，并转化为电平信号；

8)将所述电平信号进行解码，得出相应的IGBT状态信息

本发明就是通过利用不同频率代表不同的驱动信号和开关故障信号，实现了两根光纤代替12根光纤的通信方法。

附图说明

图1是逆变主回路电路图；

图2是通信编码解码示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

图1是逆变主回路电路图；图中，+Udc和-Udc分别表示正负母线电压值。二电平逆变器主回路有如下开关状态：

开关状态S_i＝1或0(i＝1，2，…..6)，1代表开通，0代表关断，那么共有2³＝8种开关状态。其中，运行态S1与S4互补，S2与S5互补，S3与S6互补；互补即为：同一桥的上下桥臂不能出现同时导通的情况，即S1与S4不能同时导通，S2与S5不能同时导通，S3与S6不能同时导通。在停止态S1，S2….，S6全关断。

图2是通信编码解码示意图。如图所示，上行，下行光纤中分别传输不同频率，脉宽为50％的方波信号，利用不同频率代表不同的驱动信号和开关故障信号，实现了两根光纤代替12根光纤的通信方法。编解码延迟最大时间为最低通信频率时所对应周期的2倍，即Tdmax＝1/2.4m·2＜1us，而大功率逆变器开关频率一般不高于2K，即载波周期Tc≥500us，1us的编解码时间远远小于开关周期，不会影响PWM信号的响应。

下面用两个列表说明利用不同频率代表不同的驱动信号和开关故障信号的具体实施例。

表1主要说明了八种驱动信号下所对应的八种开关状态，其载波频率的值，以及停止信号状态下对应的载波频率的值。

表1下行IGBT驱动信号对应载波频率表