[发明专利]一种高压变频器功率单元单光纤环网通讯拓扑结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压变频器功率单元单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

本发明提出了一种高压变频器功率单元单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，本发明通过以下技术方案实现：

一种高压变频器功率单元单光纤环网通讯拓扑结构，变频器控制机仅需一个PWM板， PWM板光纤通讯模块的收发端口仅需3个，其特征在于，每一个光纤通讯模块收发端口的 发送端分别与U、V、W相中的一个功率单元通过单光纤相连，其他功率单元与前一个功率 单元通过单光纤连接；最后一个功率单元将光信号发送端口与PWM板光信号接收端口采用 光纤连接，从而构成单光纤环网。

所述的光纤通讯模块包括数据采集端口、控制芯片、单元驱动、光纤通讯接口，所述 的光纤通讯接口包括一个接收端口和一个发送端口，分别位于每个功率单元的接收端和发 送端。

所述的变频器控制机包括一个PWM板、CPU板、模拟板、数字版、通讯板、电源板。

所述的光纤通讯模块或变频器控制机中的控制芯片为CPLD、FPGA、DSP、或单片机。

所述的高压变频器每相的功率单元数量大于等于1。

所述的拓扑结构可应用高压变频器设备但不限于此应用范围。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

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单 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是原高压变频器功率单元光纤通讯拓扑结构图。

图2是本发明高压变频器功率单元单光纤环网通讯拓扑结构图。

图3是本发明高压变频器功率单元单光纤环网通讯拓扑结构传输原理图。

图4是功率单元光纤通讯模块的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明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。

见图2、图3，高压变频器功率单元单光纤环网通讯拓扑结构及原理，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单光纤相连， 其他功率单元与前一个功率单元通过单光纤连接，不在与PWM板单独通过光纤连接；最 后一个功率单元的光信号发送端与控制机PWM的光信号接收端采用单光纤连接，从而构 成单光纤环网。

图4为功率单元光纤通讯模块结构，所述的光纤通讯模块包括数据采集端口、控制芯 片、单元驱动、光纤通讯接口，所述的光纤通讯接口包括一个接收端口和一个发送端口， 分别位于每个功率单元的接收端和发送端。

如图3所示，变频器控制机仅需一个PWM板，只需通过3个光纤通讯模块，分别与 U、V、W相中的一个功率单元通过单光纤相连，每个功率单元的两个单光纤连接处设有 一个光信号收(发)端口，其他功率单元与前一个功率单元通过单光纤连接，不再与PWM 板单独通过光纤连接；最后一个功率单元的光信号发送端与控制机PWM的光信号接收端 采用单光纤连接。