電力變換裝置、控制回路和電力系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設備的控制技術(shù)，尤其涉及一種電力變換裝置的控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力變換是對電源參數(shù)，例如電壓或電流的大小、波形以及頻率進行變換，實現(xiàn)電力變換的電路叫電力變換電路或電力變換器，被廣泛應用在各種電力系統(tǒng)中。這些電力變換器，例如能夠與旋轉(zhuǎn)電機(motor或發(fā)動機)連接，以控制旋轉(zhuǎn)電機的旋轉(zhuǎn)。
[0003]電力變換器的基本構(gòu)成包括主回路和通信插件，控制回路控制主回路，通信插件與控制回路相連。
[0004]各種電力系統(tǒng)中電力變換器需要接受來自外部控制信號的控制，現(xiàn)有技術(shù)中，設置電力變換器控制器接收外部控制信號并轉(zhuǎn)發(fā)給電力變換器從而進行控制。通信插件通過現(xiàn)場總線和電力變換器控制器通信連接，負責電力變換器的控制回路和電力變換器控制器之間的通信。
[0005]現(xiàn)有控制回路和電力變換器控制器之間通過通信插件和現(xiàn)場總線連接，需要遵從現(xiàn)場總線通信協(xié)議，且因為需要通信插件中轉(zhuǎn)而導致通信的故障率較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施方式為實現(xiàn)電力變換器控制器和電力變換器的一體化結(jié)構(gòu)，提供一種電力變換裝置。
[0007]為此，本發(fā)明實施方式的一個方面是提供了一種電力變換裝置，包括:通過接口電路連接的電力變換器控制器和電力變換器，其中:
[0008]所述電力變換器控制器接收外部控制信號，并根據(jù)所述外部控制信號向所述電力變換器發(fā)送外部控制指令；
[0009]所述電力變換器執(zhí)行所述外部控制指令。
[0010]本發(fā)明提供的上述電力變換器控制器和電力變換器實現(xiàn)了一體化結(jié)構(gòu)，從而可使電力變換器控制器和電力變換器之間根據(jù)現(xiàn)場總線通信協(xié)議以外的專用通信協(xié)議通信，不必遵從現(xiàn)場總線通信協(xié)議。并且，由于不必通過通信插件進行中轉(zhuǎn)，因此能夠降低通信故障的概率。
[0011]本發(fā)明實施例方式中，所述電力變換器包括主回路和控制回路，所述控制回路，所述控制回路通過接口電路連接電力變換器控制器，從所述電力變換器控制器接收所述外部控制指令，并執(zhí)行所述外部控制指令。
[0012]本發(fā)明實施方式的另一方面，所述控制回路在每次上電后，確認下述兩個條件都滿足時開始執(zhí)行和所述電力變換器控制器之間的握手過程，所述兩個條件為:完成向所述電力變換器控制器發(fā)出使能信號和完成收到所述電力變換器控制器的使能信號。
[0013]如此可以根據(jù)電力變換器控制器的使能狀態(tài)準備時間，靈活控制使能確認過程，提高了電力變換裝置的適用性，也提高了電力變換器控制器和電力變換器之間建立通信的成功率。
[0014]本發(fā)明實施方式的另一方面，提供一種具有電力變換器控制器出錯判斷機制的電力變換裝置，所述控制回路在從上電時開始計時的等待時間到達時，未收到所述電力變換器控制器的使能信號則確認所述電力變換器控制器出錯。
[0015]為進一步提高電力變換裝置的適應性，可以將等待時間設置為一個可配置參數(shù)，可被配置為根據(jù)應用環(huán)境確定的時間值或者表征所述等待時長為無限大的特定編碼。
[0016]其中，本發(fā)明上述實施方式中，所述電力變換器控制器通過現(xiàn)場總線通信接收外部控制信號，通過非現(xiàn)場總線通信向所述電力變換器發(fā)送外部控制指令。所述控制回路與所述電力變換器控制器和時鐘同步后，開始執(zhí)行與所述電力變換器控制器之間的握手過程。
[0017]本發(fā)明還基于上述的電力變換裝置，提供一種電力系統(tǒng)，包括:上述的任何一種電力變換裝置；以及通過所述電力變換裝置控制旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機。
[0018]基于本發(fā)明提供的電力變換裝置，本發(fā)明實施方式的再一方面還提供一種電力變換器的控制方法，包括:
[0019]通過接口電路接收來自電力變換器控制器的外部控制指令，所述外部控制指令為所述電力變換器控制器根據(jù)外部控制信號發(fā)送的指令；根據(jù)所述外部控制指令控制所述主回路的操作。
[0020]進而，該控制方法還包括:在每次上電后，確認下述兩個條件都滿足時開始執(zhí)行和所述電力變換器控制器之間的握手過程，所述兩個條件為:完成向所述電力變換器控制器發(fā)出使能信號，和完成收到所述電力變換器控制器的使能信號。
[0021]更進一步,該控制方法還包括:在從上電時開始計時的等待時間到達時未收到所述電力變換器控制器的使能信號，確認所述電力變換器控制器出錯。
[0022]基于上述電力變換器控制方法，還提供一種電力變換器的控制回路，具有如下功能模塊:
[0023]接收部，用于通過接口電路接收來自電力變換器控制器的外部控制指令，所述外部控制指令為所述電力變換器控制器根據(jù)外部控制信號發(fā)送的指令；
[0024]執(zhí)行部，用于根據(jù)所述外部控制指令控制所述主回路的操作。
[0025]進一步的電力變換器的控制回路，還包括:確認部，用于在每次上電后，確認下述兩個條件都滿足時開始執(zhí)行和所述電力變換器控制器之間的握手過程，所述兩個條件為:向所述電力變換器控制器發(fā)出使能信號和收到所述電力變換器控制器的使能信號。進一步還可以具有判斷部，用于在從上電時開始計時的等待時間到達時未收到所述電力變換器控制器的使能信號，則確認所述電力變換器控制器出錯。
[0026]綜上所述，本發(fā)明實施例提供的電力變換裝置，實現(xiàn)了電力變換器控制器和電力變換器的一體化。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明實施例提供的電力變換裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0028]圖2作為比較對象，在電力變換器控制器和電力變換器之間通過通信插件和現(xiàn)場總線通信連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明實施例提供的電力變換裝置的一種具體結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0030]圖4a和圖4b為本發(fā)明實施例提供的電力變換裝置中，電力變換器控制器和控制電路之間使能狀態(tài)確認過程的時序控制示意圖；
[0031]圖5為本發(fā)明實施例提供的電力變換裝置的另一種具體結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0032]圖6為本發(fā)明實施例提供的電力變換裝置中，控制電路的使能控制流程示意圖；
[0033]圖7為本發(fā)明實施例提供的電力變換裝置中，控制電路的功能架構(gòu)示意圖。
[0034]附圖標記說明:
[0035]電力變換器11，21，31，31’
[0036]電力變換裝置10，30, 30’
[0037]電力變換器控制器12，22，32
[0038]主回路部分211，311
[0039]控制回路部分212，312，312’
[0040]接口電路 13，33
[0041]通信插件213
【具體實施方式】
[0042]以下參照附圖，詳細地說明本發(fā)明的實施方式。
[0043]如圖1所示，為本發(fā)明實施例提供的一種電力變換裝置10，為實現(xiàn)電力變換器和電力變換器控制器的一體化，在圖1所示的電力變換裝置10中，將電力變換器11和電力變換器控制器12通過接口電路13連接，其中:電力變換器控制器12接收外部控制信號，根據(jù)外部控制信號向電力變換器11發(fā)送外部控制指令，電力變換器11執(zhí)行接收到的外部控制指令。電力變換裝置10，例如可與旋轉(zhuǎn)電機(motor或發(fā)電機)相連，用以控制旋轉(zhuǎn)電機的旋轉(zhuǎn)，構(gòu)成電力系統(tǒng)。此時，電力系統(tǒng)包括電力變換裝置10和旋轉(zhuǎn)電機。另外，電力系統(tǒng)，例如也可以為包括電力變換裝置10和旋轉(zhuǎn)電機的電梯系統(tǒng)。
[0044]在電力系統(tǒng)中，夕卜部控制信號一般通過一個操作面板發(fā)出，電力變換器控制器12可以通過現(xiàn)場總線連接操作面板，外部控制信號由操作面板到電力變換器控制器12的通信遵從現(xiàn)場總線的通信協(xié)議，而電力變換器11和電力變換器控制器12之間在電力變換裝置10內(nèi)部直接通過接口電路通信相連，不需要遵從現(xiàn)場總線上的通信協(xié)議，可以靈活地遵照自行設置的現(xiàn)場總線之外的(非現(xiàn)場總線)通信協(xié)議進行通信。從硬件結(jié)構(gòu)來看，采用接口電路13，電力變換器11和電力變換器控制器12，例如利用兩個插口分別插接在接口電路的兩端，接口電路13例如可以通過印刷電路板上的電路、或連接器、配線等不負責通信的硬件結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。如果用配線以外的印刷電路板上的電路、或連接器構(gòu)成接口電路時，則可以降低由于配線承載的噪音引起的錯誤操作。因此和現(xiàn)有技術(shù)中利用現(xiàn)場總線通信連接的方式，這種通過接口電路13通信連接的方式，由于在電力變換器和電力變換器控制器之間沒有負責通信的通信插件，因此能夠降低通信故障的產(chǎn)生概率。
[0045]為了便于理解圖2示出了電力變換器和獨立變換器控制器分別設置，包括通信插件的電力變換器的基本結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，電力變換器21包括主回路部分211、控制回路部分212以及通信插件213，其中控制回路部分212用于控制主回路部分211，通信插件213與控制回路部分212相連，與電力變換器控制器22之間通過現(xiàn)場總線通信連接，負責控制回路部分212和電力變換器控制器22之間的通信。因此控制回路部分212和電力變換器控制器22之間的通信必須遵循現(xiàn)場總線協(xié)議。
[0046]如圖3所示，為本發(fā)明實施例提供的一種電力變換裝置30，其中的電力變換器31一般包括主回路部分311和控制回路部分312，控制回路部分312控制主回路部分311進行電力變換，電力變換器控制器32正是通過接口電路33與控制回路部分312進行通信連接，控制回路部分312作為電力變換器的控制元件，通過接口電路33從電力變換器控制器32接收外部控制指令并根據(jù)外部控制指令控制主回路部分311的電力變換?？刂苹芈凡糠?12 —般包括嵌入式處理器，以及一些相關(guān)電路，相關(guān)電路包括主回路部分的驅(qū)動電路、控制電路和保護電路等，還包括例如電源電路和風扇等散熱器件等。
[0047]仍參見圖3所示，例如在一個常見的電梯控制系統(tǒng)中，電力變換器31可以為交交變頻器、矩陣整流器，根據(jù)設定的工作模式對交流電網(wǎng)提供的電壓進行變頻后輸出給電梯運行的電動機。以一次操作為例，當電梯停在I層時，用戶使用電梯操作面板指示上行到5層，上行到5層的操作信號作為一個外部控制信號通過現(xiàn)場總線到達電力變換器控制器32，電力變換器控制器32根據(jù)和控制回路部分312之間設定的通信協(xié)議，基于外部控制信號生成一個外部控制指令并發(fā)送給控制回路部分312，控制回路部分312根據(jù)外部控制指令控制主回路部分的操作。與圖1所示的實施例同樣地，由于電力變換器31的控制回路部分312和電力變換器控制器32之間不需要遵從現(xiàn)場總線協(xié)議，因此基于外部控制信號如何生成外部控制指令則可以非常靈活，例如可以是一個