[发明专利]纺机用工业变频器一拖多控制系统及实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业变频器，具体涉及一种纺机用工业变频器一拖多控制系统及实现方法。

背景技术

现有的工业变频器控制系统，大多数都是一个变频器控制系统控制驱动一个三相电机（一拖一），或则是一个变频器控制系统控制驱动两个三相电机（一拖二）。在要同时控制两个以上三相电机的场合，此类变频器将无法完成。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提出一种纺机用工业变频器一拖多控制系统及实现方法。

本发明纺机用工业变频器一拖多控制系统包括单片机模块、FPGA模块、人机交互界面装置、串口通讯装置、功率驱动装置和三相电机装置。

人机交互界面装置通过单片机模块的输入输出接口相连；串口通讯装置通过单片机模块的CAN通讯接口连接；单片机模块通过SPI接口与FPGA相连， FPGA模块通过输入输出接口与功率驱动装置相连；功率驱动装置通过内部智能功率芯片的管脚与三相电机装置中相应的三相电机一一对应连接。

所述的功率驱动装置内有多个智能功率控制模块，标记为                                               。

所述的三相电机装置内包括多个三相电机，标记为三相电机1，三相电机2 …… 三相电机i。

本发明纺机用工业变频器一拖多控制实现方法包括以下步骤：

步骤(1)：单片机获取人机交互界面装置中的IPM模块选择指令信息和频率设定指令信息，单片机通过比较发现如果下的有更新，则单片机将和转换成长整形数据，通过SPI接口发送给FPGA。

步骤(2)：FPGA获取和，先将暂存，再将数据送入到嵌入在FPGA内的CORDIC算法核，经过CORDIC算法核计算后得出在频率下的相位增量大小，并替换原有的相位增量后存储。

步骤(3)：在每一个频率下的脉冲上，FPGA累加一次，将累加后的相位大小记为，并得出相位大小， ，相位大小，，并判断、和是否大于，如果大于，则应减掉，得到最后的、和的值均应小于。将这三个值转换成长整形数据后分别作为该模块的三路SPWM正脉冲持续时间的控制字，并将该三个控制字分别作用在下一个SPWM脉冲上，输出三路相位两两相差的三相SPWM。同时，在FPGA内控制其他的IPM模块的，也有自己的，通过相同的方式将、和转换成长整形数据类型后分别作为该模块的三路SPWM正脉冲持续时间的控制字，并将该三个控制字分别作用在下一个SPWM脉冲上，输出三路相位两两相差的三相SPWM。

步骤(4)：将模块的三路SPWM脉冲各自输出分别取反后，形成三对SPWM脉冲，每一对互补的脉冲间均加入死区控制，取出步骤(2)中暂存的数值，打开与所对应的在功率驱动装置中模块。最后这三对SPWM脉冲驱动与所对应的在功率驱动装置中模块。

本发明的有益效果是：本发明可以控制2个以上的三相电机的转动。当设定各个三相电机间的转速相同关系或成倍数关系时，由于驱动三相电机的各路SPWM脉冲来源于同一个FPGA的时钟，因此，各个三相电机间的转速为相同关系或成倍数关系。本发明克服了以往变频器只能控制1个或者2个三相电机的情况，并有效的协调各三相电机间的转动。远程机器通过串口通讯装置实时监测和控制本地机器的工作状态参数。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明纺机用工业变频器一拖多控制系统包括单片机模块4、FPGA模块3、人机交互界面装置5、串口通讯装置模块6、功率驱动装置2和三相电机装置1。

人机交互界面装置5通过单片机模块4的输入输出接口相连；串口通讯装置模块6通过单片机模块4的CAN通讯接口连接；单片机模块4通过SPI接口与FPGA模块3相连， FPGA模块3通过输入输出接口与功率驱动装置2相连；功率驱动装置2通过内部智能功率芯片的管脚与三相电机装置1中相应的三相电机一一对应连接。

所述的功率驱动装置内有多个智能功率控制模块，标记为。

所述的三相电机装置内包括多个三相电机，标记为三相电机1，三相电机2 …… 三相电机i。

本系统的核心是单片机模块4和FPGA3。设定FPGA3输出SPWM脉冲的频率为8KHz。

步骤(1)：如果单片机4模块获取人机交互界面装置5的IPM模块选择指令信息为第3组IPM模块和频率设定指令信息为50Hz，单片机4通过比较发现如果下的有更新，则将和转换成长整形数据，通过SPI接口发送给FPGA3。