[實用新型]基于數字信號處理器的工業變頻器一拖二控制系統

無效

• 申請號: 200820126743.3
• 申請日: 2008-06-26
• 公開（公告）號: CN201266905Y
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 戴天芳;張龍
• 申請（專利權）人: 吳磊
• 主分類號: H02P27/04
• 分類號: H02P27/04;H02P27/08;H02P5/74
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及適用于工業自動化控制領域內采用一臺變頻器同時控制兩臺三相異步電動機的一拖二(或一拖多)的系統。本系統基于德州儀器(Texas?Instrument)公司(以下簡稱TI公司)數字信號處理器(DSP)TMS320F28015PZA(片上資源為6路PWM波)，配合外圍硬件電路，生成12路PWM波，控制12個IGBT管，從而可產生出兩路三相電輸出，目的是以低成本方式實現一片DSP主控芯片同時控制兩臺三相異步電動機，從而有效降低設備成本，同時提高系統的可靠性和穩定性。

背景技術

目前，工業變頻器一般采用一拖一的電路拓撲結構，即由一片DSP主控芯片生成六路PWM(Pulse?Width?Modulation)波，控制六個功率晶體管或IGBT(Insulated?Gate?BipolarTransistor)管等的導通順序，從而產生出電壓和頻率可調節的三相電輸出。這一般意味著每臺三相異步電動機的應用系統均需采用一個單獨的CPU來控制(一拖一控制系統)，當應用中只包含單臺三相異步電動機時，問題并不突出，然而對于諸多需要同時控制多臺三相異步電動機的應用場合，一拖一系統就顯得累贅而且昂貴了。典型的多重三相異步電動機應用包括工程機械、暖通空調設備(HVAC)、汽車以及其他許多應用。

因此，在工業電氣自動化控制領域，出現了一拖二或一拖多的系統控制。目前，主流的控制方案有以下兩種。

第一種方案：由變頻器的超強的外部端子功能，結合工業領域常用的外部設備，如繼電器，PLC(Programmer?Logic?Control)等，組成一個復雜的控制系統。一般來講，采用該種方案，外圍設備造價高，并且系統連線復雜，不利于系統的保養及維修。再者，此種系統在同一時刻只能控制一臺三相異步電動機的運轉，而對于同一時刻多臺三相異步電動機同時運轉的情況下，唯一的措施就是增加變頻器的數量，這會進一步增加系統的成本，并且還會增加維護的難度。

第二種方案：利用CPU主控單元多路PWM口的能力，同時控制兩臺或多臺三相異步電動機。一般CPU有6路PWM口輸出，此種芯片能輸出一臺三相異步電動機控制所需要的6路PWM驅動信號。而本身片上資源具有12路PWM信號(驅動兩臺三相異步電動機)的CPU價格往往成本很高，不利于大規模生產。

本發明提供一種基于TI公司的TMS320F28015PZA(片上資源為6路PWM波)DSP芯片，配合外圍硬件電路，生成12路PWM波，控制12個IGBT管，從而可產生出兩路三相電輸出，目的是以低成本方式實現一片DSP主控芯片同時控制兩臺三相異步電動機，從而有效降低設備成本，同時提高系統的可靠性和穩定性。

TI公司是全球DSP研發和生產的領先者。自1982年推出第一塊DSP芯片以來，道20世紀90年代中期，TI先后推出了C10、C20、C30、C40、C50及C80等第六代TMS320系列的DSP產品。緊接者又推出了C2000系列、C5000系列和C6000系列三大主流產品，并推出了將DSP和ARM合為一體的0MAP系列。其中該公司最新推出的TMS320C28015是當今世界上先進的32位定點DSP芯片。PWM口控制靈活。它不但運行速度高，處理能力強大，并且具有豐富的片內外圍設備，便于接口和模塊化設計，其性價比極高，尤其適用于大批量和多品種的家電產品、數碼相機、電話、測試儀器儀表等，還可廣泛應用于數字馬達控制、工業自動化、電力轉換系統及通訊設備等。

發明內容

本發明提供一種采用一片數字信號處理器(DSP)TMS320C28015PZA主控芯片，配合外圍相應的硬件電路，生成2組6路PWM波，控制2個IGBT模塊，從而可生成兩路三相電輸出，目的是用一臺變頻器同時控制兩臺三相異步電動機的運轉情況，縮小控制設備體積，降低控制系統成本，提高系統的可靠性和穩定性。

本發明中，所產生的12路PWM波被分為兩組，每組都有一個控制信號，由DSP輸入輸出口發出，該控制信號作為驅動光藕的一路輸入，控制光藕的導通，由此控制PWM波是否作用到開關器件上，并且在故障發生時，可以快速關斷此路信號，切斷模塊B、E端的PWM波信號。

一種變頻器一拖二控制系統，包括數字信號處理器，其特征在于：數字信號處理器的每一個PWM口單獨使用，和外部配套的硬件電路產生一對上下橋驅動信號。