[实用新型]一种高压变频器功率单元双光纤环网通讯拓扑结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高压变频器功率单元双光纤环网通讯拓扑结构。

背景技术

随着高压变频器在电机控制中的广泛应用，高压变频器的控制技术渐进成熟。目前高压变频器均采用光纤通讯技术与变频器内部功率单元进行数据通讯，目前所采用的光纤通讯拓扑方案是高压变频器中每一个功率单元都与控制系统采用独立的光纤，但功率单元数量增加、光纤数量会成倍数递增，同时功率单元数量的增加造成光纤长度的增加对光纤通讯的可靠性又造成了一定的影响。

发明内容

本实用新型提出了一种高压变频器功率单元双光纤环网通讯拓扑结构，旨在解决高压变频器功率单元增加造成光纤数量增加、光纤增长造成成本增加、可靠性下降等问题。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种高压变频器功率单元双光纤环网通讯拓扑结构，其特征在于，变频器控制机仅需一个PWM板，光纤通讯端口仅需3个，一个PWM板分别与U、V、W相中的一个单元通过双光纤相连，其他功率单元与前一个功率单元通过双光纤连接，最后一个功率单元将光纤通讯端口的接收端与发送端连接，通过上一个功率单元的连接光纤将信号传递回PWM板，构成双光纤环网。

所述的变频器控制机包括PWM板、CPU板、模拟板、数字版、通讯板、电源板。

所述的变频器控制机以及功率单元控制模块中的控制芯片可以但不限于CPLD，FPGA，DSP，和单片机。

所述的功率单元采用级联的方式连接。

所述的光纤通讯模块由控制芯片、光纤通讯接口、单元驱动、数据采集组成，具有两个光纤通讯收发接口，用来实现功率单元与前一级单元或控制机的数据通讯及后一级功率单元的数据通讯。

同现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、简化高压变频器控制系统，控制机只需与U、V、W相功率单元中的一个单元采用双线光纤连接即可，无需控制机与每个单元都采用光纤连接；

2、由于功率单元之间的数据传输均通过功率单元逐级从控制机下发，因此，高压变频器设备光纤用量大大降低，设备成本大大降低；

3、由于光纤长度仅为相邻功率单元之间的距离，因此光纤长度的缩减提高了光纤通讯的可靠性，设备可靠性由此得到进一步提升。

附图说明

图1原高压变频器功率单元光纤通讯拓扑结构。

图2高压变频器功率单元双光纤环网通讯拓扑结构。

图3功率单元光纤通讯拓扑结构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术内容作进一步详细说明。

图1为原高压变频器功率单元光纤通讯拓扑结构，高压变频器控制机由3个PWM板、CPU板、模拟板、数字板、电源板构成，每个PWM板与变频器一相单元通过光纤连接，一相功率单元由1到N个功率单元构成，变频器由U、V、W三相单元；每一相单元与对应PWM板连接，每个单元有独立的光纤；

图2为高压变频器功率单元双光纤环网通讯拓扑结构，变频器控制机仅需一个PWM板，光纤通讯仅需3个，分别与U、V、W相中的一个单元通过双光纤相连，其他功率单元与前一个功率单元通过双光纤连接，不再与PWM板单独通过光纤连接；最后一个功率单元将光纤端口收发短接，从而构成双光纤环网。由图可以看出，与原拓扑结构相比，采用双光纤环网通讯后，变频器控制机简化少了两个PWM板，PWM板上光纤端口简化仅需3对，功率单元部分增加1对光纤口，但光纤用量大大降低，仅需原拓扑结构中的第N个单元的光纤长度。

所述的变频器控制机包括PWM板、CPU板、模拟板、数字版、通讯板、电源板。高压变频器控制机PWM板采用双光纤(两个光纤)仅与U、V、W相单个功率单元相连，其他功率单元与相邻功率单元采用双线光纤相连，通过此拓扑结构功率单元数据由控制系统下发并通过单元逐级下发到其他功率单元。此拓扑结构缩短了每个功率单元的通讯光纤，降低了设备成本、提高了光纤通讯可靠性；功率单元数量越多此拓扑作用越加明显；所述的控制机是高压变频器的控制系统，主要用来进行数据处理、IO控制、对外通讯、以及采用光纤通讯控制高压变频器功率单元；所述的PWM板为控制机的组成部分，主要用来实现控制机与功率单元之间光纤通讯；述的功率单元是高压变频器的驱动装置，主要通过接收控制机下发的控制指令实现变压、变频输出；所述的双光纤是高压变频器控制机与单元通讯的光纤，由于需要两个光纤因此称为双光纤。

图3为功率单元光纤通讯模块拓扑结构，由控制芯片、光纤通讯接口、单元驱动、数据采集等部分组成，具有两个光纤通讯收发接口，用来实现功率单元与前一级单元或控制机的数据通讯及后一级功率单元的数据通讯。