[发明专利]模块化变频器

权利要求书

1.一种模块化变频器，其特征在于，所述模块化变频器包括：

功率硬件层，包括用于对来自主电源的交流电进行整流以输出直流电的整流功率模块、用于使从所述整流功率模块输出的所述直流电稳定的直流功率模块和用于对从所述直流功率模块输出的直流电进行直流-交流变换以输出交流电的逆变功率模块；

控制硬件层，用于对所述功率硬件层进行状态监测和控制信号输出，所述控制硬件层包括用于对所述整流功率模块进行状态监测的整流监控模块、用于对所述直流功率模块进行状态监测的直流监控模块和用于对所述逆变功率模块进行状态监测的逆变监控模块；

应用硬件层，包括控制电源模块、MCU模块和I/O模块；

系统总线层，用于连接所述控制硬件层和所述应用硬件层，以在所述控制硬件层和所述应用硬件层之间实现数据的交换和存储；以及

散热层，用于对所述模块化变频器内产生的热量进行散热，

其中，所述控制电源模块用于向所述应用硬件层、所述系统总线层和所述控制硬件层提供低压直流控制电源，

所述MCU模块是所述模块化变频器的中央处理单元，用于监测、分析、计算和控制所述模块化变频器中的其他模块运行，并且

所述I/O模块是所述模块化变频器的输入输出端口，

其中，所述整流监控模块根据内置参数触发软件保护指令，或向系统总线层发送状态信息并接收应用硬件层和控制硬件层中的其他模块对所述整流监控模块控制的指令，然后将所述指令转换成控制信号以发送给所述整流功率模块执行，

所述直流监控模块根据内置参数触发软件保护指令，或向系统总线层发送状态信息并接收应用硬件层和控制硬件层中的其他模块对所述直流监控模块控制的指令，然后将所述指令转换成控制信号以发送给所述直流功率模块执行，

所述逆变监控模块根据内置参数触发软件保护指令，或向系统总线层发送状态信息并接收应用硬件层和控制硬件层中的其他模块对所述逆变监控模块控制的指令，然后将所述指令转换成控制信号以发送给所述逆变功率模块执行，

所述功率硬件层还包括位于所述整流功率模块之前的前置滤波模块，用于抑制由于所述模块化变频器的非线性工作造成的电压和电流谐波分量对主电源电网的污染，从而提高电能质量。

2.根据权利要求1所述的模块化变频器，其特征在于，所述功率硬件层还包括位于所述逆变功率模块之后的后置滤波模块，用于对所述逆变功率模块输出的交流电进行波形整形和滤波，从而降低所述的交流电输出对电机绝缘性能的损坏，并减小电机的热损耗。

3.根据权利要求1所述的模块化变频器，其特征在于，所述散热层为包括散热器和散热风机的散热模块/模块组，用于与所述功率硬件层的散热基板配合，加强所述功率硬件层中的各功率模块的散热能力，从而防止所述各功率模块内部器件过热损坏。

4.根据权利要求1所述的模块化变频器，其特征在于，所述应用硬件层还包括用于接入所述模块化变频器之外的系统网络以实现智能应用的通讯模块。

5.根据权利要求4所述的模块化变频器，其特征在于，所述系统网络是Profibus、以太网或无线网。

6.根据权利要求1所述的模块化变频器，其特征在于，所述整流功率模块、所述直流功率模块和所述逆变功率模块各具备硬件保护功能。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的模块化变频器，其特征在于，所述MCU模块对与所述系统总线层连接的其他模块进行柔性配置，以实现系统优化。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的模块化变频器，其特征在于，所述逆变监控模块或所述逆变功率模块是包括变频控制器和伺服控制器的一组或多组电机控制模块/功率模块。