一種基于變頻器的同步控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本實用新型專利技術(shù)提供一種基于變頻器的同步控制系統(tǒng)。本實用新型專利技術(shù)中使用了總控制器?變頻器?電動機(jī)三級架構(gòu)，實現(xiàn)了對于電動機(jī)的實時控制，變頻器與電動機(jī)構(gòu)建的被控組同時接受總控制器的控制信令，從而實現(xiàn)了總控制器對于多個電動機(jī)的同步控制；將總控制器的模擬量輸出控制變頻器，間接地控制異步交流電動機(jī)，從而實現(xiàn)多臺異步交流電動機(jī)的位置和轉(zhuǎn)速同步控制。

A synchronous control system based on frequency converter

The utility model provides a synchronous control system based on a frequency converter. The utility model is used in the general inverter motor controller three tier architecture to realize the real-time control of the motor, the control signaling controlled inverter and motor set and received a master controller, in order to achieve the total controller for synchronous control of multiple motors; the total controller analog output control inverter, indirect control of AC asynchronous motor, so as to realize the multiple asynchronous AC motor position and speed synchronization control.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種基于變頻器的同步控制系統(tǒng)
本技術(shù)涉及機(jī)電控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于變頻器的同步控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
變頻器(Variable-frequencyDrive，VFD)是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。交流變頻以其優(yōu)異的調(diào)速和啟動/制動性能，及高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果等諸多優(yōu)點而被公認(rèn)為是最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。在同步控制領(lǐng)域，伺服控制可以實現(xiàn)較高的同步控制精度，但是與變頻驅(qū)動相比，可以得到的單臺電動機(jī)的最大輸出功率小很多，且成本很高，因此用異步交流電動機(jī)來實現(xiàn)同步控制是一個發(fā)展趨勢。
技術(shù)實現(xiàn)思路
基于此，本技術(shù)提供一種基于變頻器的同步控制系統(tǒng)。本技術(shù)是以如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種基于變頻器的同步控制系統(tǒng)：包括總控制器和受控于所述總控制器的N個被控組；每個被控組包括編碼器、變頻器以及與所述變頻器連接的電動機(jī)；所述電動機(jī)受控于所述變頻器；所述編碼器與總控制器的信號接收器通信連接；所述變頻器與所述總控制器的信號發(fā)生器通信連接；所述總控制器同步向每個被控組中的變頻器發(fā)布控制信令以便于實現(xiàn)N個電動機(jī)的同步運轉(zhuǎn)，所述總控制器包括處理器、定時器、信號接收器和信號發(fā)生器，所述定時器、信號接收器和信號發(fā)生器均與所述處理器通信連接；所述定時器與所述信號發(fā)生器通信連接；所述信號接收器用于接收各個編碼器測得的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速信號，所述處理器用于基于所述轉(zhuǎn)速信號和預(yù)設(shè)的反饋調(diào)節(jié)算法生成控制信令，并將所述控制信令傳輸至信號發(fā)生器，所述信號發(fā)生器用于在定時器的驅(qū)動下，同步向每個被控組中的變頻器發(fā)布所述控制信令；所述變頻器包括：驅(qū)動部，其置于第一殼體內(nèi)，用于驅(qū)動同被控組的電動機(jī)；第一控制部，其與所述驅(qū)動部電連接，且置于所述第一殼體以外的第二殼體內(nèi)，用于控制所述驅(qū)動部對同被控組的電動機(jī)的速度和/或旋轉(zhuǎn)位置進(jìn)行控制；第二控制部，其與所述第一控制部電連接，且置于所述第二殼體內(nèi)，用于根據(jù)外部指令控制所述第一控制部；信號接收部，所述信號接收部與總控制器的信號發(fā)生器連通，并將獲取到的控制信令傳輸至第二控制部。進(jìn)一步地，所述總控制器中的處理器為采用帶內(nèi)置EtherNet和DH-485網(wǎng)絡(luò)通信接口的1746-L552SLC5/05處理器，所述處理器具有包括高級計算指令和PID指令在內(nèi)的指令集系統(tǒng)，還能夠直接連接到EtherNet網(wǎng)上以便于實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。進(jìn)一步地，每個被控組中的編碼器均采用羅克韋爾公司的845K-SAHZ25FWY3光電式增量編碼器；所述編碼器輸出集電極開路24V，具有A/B兩路正交脈沖信號，每轉(zhuǎn)輸出1024個脈沖。進(jìn)一步地，所述變頻器還具有：檢測部，其與所述第一控制部電連接，且置于所述第二殼體內(nèi)，用于檢測同被控組的電動機(jī)當(dāng)前的速度和/或旋轉(zhuǎn)位置，并將檢測到的信息提供給所述第一控制部，以便所述第一控制部根據(jù)所述檢測部檢測到的信息控制所述驅(qū)動部對同被控組的電動機(jī)的速度和/或旋轉(zhuǎn)位置進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。進(jìn)一步地，所述變頻器的檢測部與總控制器的信號接收器通信連接以便于所述總控制器的處理器生成控制信令時參考所述檢測部測得的數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，所述總控制器還包括人機(jī)交互裝置，所述人機(jī)交互裝置與所述總控制器的處理器通信連接。進(jìn)一步地，所述人機(jī)交互裝置包括多媒體屏，所述多媒體屏為電阻屏或電容屏。本技術(shù)具備下述有益效果：(1)本技術(shù)中使用了總控制器-變頻器-電動機(jī)三級架構(gòu)，實現(xiàn)了對于電動機(jī)的實時控制，變頻器與電動機(jī)構(gòu)建的被控組同時接受總控制器的控制信令，從而實現(xiàn)了總控制器對于多個電動機(jī)的同步控制；將總控制器的模擬量輸出控制變頻器，間接地控制異步交流電動機(jī)，從而實現(xiàn)多臺異步交流電動機(jī)的位置和轉(zhuǎn)速同步控制。(2)在總控制器一端，實現(xiàn)了對于多個電動機(jī)的反饋調(diào)節(jié)和同步控制，并且總控制器具備人機(jī)交互裝置，從而便于用戶直接參與到電動機(jī)的控制之中。附圖說明圖1是實施例1提供的一種基于變頻器的同步控制系統(tǒng)示意圖；圖2是實施例2提供的總控制器框圖；圖3是實施例3提供的變頻器框圖。具體實施方式為使本技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本技術(shù)作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。實施例1：一種基于變頻器的同步控制系統(tǒng)，如圖1所示，包括總控制器和受控于所述總控制器的N個被控組；每個被控組包括編碼器、變頻器以及與所述變頻器連接的電動機(jī)；所述電動機(jī)受控于所述變頻器；所述編碼器與總控制器的信號接收器通信連接；所述變頻器與所述總控制器的信號發(fā)生器通信連接；所述總控制器同步向每個被控組中的變頻器發(fā)布控制信令以便于實現(xiàn)N個電動機(jī)的同步運轉(zhuǎn)，所述總控制器如圖2所示，包括處理器、定時器、信號接收器和信號發(fā)生器，所述定時器、信號接收器和信號發(fā)生器均與所述處理器通信連接；所述定時器與所述信號發(fā)生器通信連接；所述信號接收器用于接收各個編碼器測得的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速信號，所述處理器用于基于所述轉(zhuǎn)速信號和預(yù)設(shè)的反饋調(diào)節(jié)算法生成控制信令，并將所述控制信令傳輸至信號發(fā)生器，所述信號發(fā)生器用于在定時器的驅(qū)動下，同步向每個被控組中的變頻器發(fā)布所述控制信令。具體地，所述控制信令可以為模擬量、數(shù)字量和/多個開關(guān)量。每個被控組中的電動機(jī)均為異步交流電動機(jī)。所述變頻器如圖3所示，包括：驅(qū)動部，其置于第一殼體內(nèi)，用于驅(qū)動同被控組的電動機(jī)；第一控制部，其與所述驅(qū)動部電連接，且置于所述第一殼體以外的第二殼體內(nèi)，用于控制所述驅(qū)動部對同被控組的電動機(jī)的速度和/或旋轉(zhuǎn)位置進(jìn)行控制；第二控制部，其與所述第一控制部電連接，且置于所述第二殼體內(nèi)，用于根據(jù)外部指令控制所述第一控制部；信號接收部，所述信號接收部與總控制器的信號發(fā)生器連通，并將獲取到的控制信令傳輸至第二控制部。具體地，所述總控制器中的處理器為采用帶內(nèi)置EtherNet和DH-485網(wǎng)絡(luò)通信接口的1746-L552SLC5/05處理器，所述處理器具有包括高級計算指令和PID指令在內(nèi)的指令集系統(tǒng)，還能夠直接連接到EtherNet網(wǎng)上以便于實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。具體地，每個被控組中的編碼器均采用羅克韋爾公司的845K-SAHZ25FWY3光電式增量編碼器；所述編碼器輸出集電極開路24V，具有A/B兩路正交脈沖信號，每轉(zhuǎn)輸出1024個脈沖。實施例2：所述實施例在上述實施例1的基礎(chǔ)上，所述變頻器還具有：檢測部，其與所述第一控制部電連接，且置于所述第二殼體內(nèi)，用于檢測同被控組的電動機(jī)當(dāng)前的速度和/或旋轉(zhuǎn)位置，并將檢測到的信息提供給所述第一控制部，以便所述第一控制部根據(jù)所述檢測部檢測到的信息控制所述驅(qū)動部對同被控組的電動機(jī)的速度和/或旋轉(zhuǎn)位置進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。所述變頻器的檢測部與總控制器的信號接收器通信連接以便于所述總控制器的處理器生成控制信令時參考所述檢測部測得的數(shù)據(jù)。實施例3：所述實施例在上述實施例2的基礎(chǔ)上，所述總控制器還包括人機(jī)交互裝置，所述人機(jī)交互裝置與所述總控制器的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種基于變頻器的同步控制系統(tǒng)，其特征在于：包括總控制器和受控于所述總控制器的N個被控組；每個被控組包括編碼器、變頻器以及與所述變頻器連接的電動機(jī)；所述電動機(jī)受控于所述變頻器；所述編碼器與總控制器的信號接收器通信連接；所述變頻器與所述總控制器的信號發(fā)生器通信連接；所述總控制器同步向每個被控組中的變頻器發(fā)布控制信令以便于實現(xiàn)N個電動機(jī)的同步運轉(zhuǎn)，所述總控制器包括處理器、定時器、信號接收器和信號發(fā)生器，所述定時器、信號接收器和信號發(fā)生器均與所述處理器通信連接；所述定時器與所述信號發(fā)生器通信連接；所述信號接收器用于接收各個編碼器測得的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速信號，所述處理器用于基于所述轉(zhuǎn)速信號和預(yù)設(shè)的反饋調(diào)節(jié)算法生成控制信令，并將所述控制信令傳輸至信號發(fā)生器，所述信號發(fā)生器用于在定時器的驅(qū)動下，同步向每個被控組中的變頻器發(fā)布所述控制信令；所述變頻器包括：驅(qū)動部，其置于第一殼體內(nèi)，用于驅(qū)動同被控組的電動機(jī)；第一控制部，其與所述驅(qū)動部電連接，且置于所述第一殼體以外的第二殼體內(nèi)，用于控制所述驅(qū)動部對同被控組的電動機(jī)的速度和/或旋轉(zhuǎn)位置進(jìn)行控制；第二控制部，其與所述第一控制部電連接，且置于所述第二殼體內(nèi)，用于根據(jù)外部指令控制所述第一控制部；信號接收部，所述信號接收部與總控制器的信號發(fā)生器連通，并將獲取到的控制信令傳輸至第二控制部。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于變頻器的同步控制系統(tǒng)，其特征在于：包括總控制器和受控于所述總控制器的N個被控組；每個被控組包括編碼器、變頻器以及與所述變頻器連接的電動機(jī)；所述電動機(jī)受控于所述變頻器；所述編碼器與總控制器的信號接收器通信連接；所述變頻器與所述總控制器的信號發(fā)生器通信連接；所述總控制器同步向每個被控組中的變頻器發(fā)布控制信令以便于實現(xiàn)N個電動機(jī)的同步運轉(zhuǎn)，所述總控制器包括處理器、定時器、信號接收器和信號發(fā)生器，所述定時器、信號接收器和信號發(fā)生器均與所述處理器通信連接；所述定時器與所述信號發(fā)生器通信連接；所述信號接收器用于接收各個編碼器測得的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速信號，所述處理器用于基于所述轉(zhuǎn)速信號和預(yù)設(shè)的反饋調(diào)節(jié)算法生成控制信令，并將所述控制信令傳輸至信號發(fā)生器，所述信號發(fā)生器用于在定時器的驅(qū)動下，同步向每個被控組中的變頻器發(fā)布所述控制信令；所述變頻器包括：驅(qū)動部，其置于第一殼體內(nèi)，用于驅(qū)動同被控組的電動機(jī)；第一控制部，其與所述驅(qū)動部電連接，且置于所述第一殼體以外的第二殼體內(nèi)，用于控制所述驅(qū)動部對同被控組的電動機(jī)的速度和/或旋轉(zhuǎn)位置進(jìn)行控制；第二控制部，其與所述第一控制部電連接，且置于所述第二殼體內(nèi)，用于根據(jù)外部指令控制所述第一控制部；信號接收部，所述信號接收部與總控制器的信號發(fā)生器連通，并將獲取到的控制信令傳輸至第二控制部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳建峰，
申請(專利權(quán))人：吳建峰，陳曉琴，
類型：新型
國別省市：上海,31