[实用新型]一种多通道周期同步协调控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于变频器控制技术领域，特别是涉及一种多通道周期同步协调控制器，具体为一种用于多相电机和多通道供电电源的通道协调控制器。

背景技术

在大功率变频器应用于电机驱动和供电电源中，由于功率单元的最大功率受限、以及考虑故障条件下的运行，通常将电机设计成多相电机，将供电电源设计成多通道通过变压器并联。或者由于较高的输出电压，将主电路设计成功率单元级联或者通过变压器进行磁场级联的结构形式。通用的三相变频器控制器不能满足多通道控制要求。针对这些多通道系统的控制，已有三类多通道控制器：一是集中控制器。二是常规的通道协调控制器。三是高速实时通信协调控制器。四是载波同步控制器。

已有的集中控制器，将各通道的采样输入、调理、运算、控制输出以及外部通信全部集中在一套控制器中。通道之间只需在控制器内部协调。

已有的常规通道协调控制器控制整个系统的单个通道，通道之间的协调通过常规通信的方式，如Ethernet、CAN、RS-485、Profibus-DP等。常规的通信方式的实时通信速率在1ms~100ms，能够满足给定指令、外环（包括转速外环、电压外环、功率外环等）、甚至内环（包括电流内环、转矩内环、电压参考）和部分输入量的协调。但是不能满足us级脉冲信号的协调。已有的常规通道协调控制器能实现各自通道的独立控制。

已有的高速实时通信协调控制器，通信的实时性达到us级，进行脉冲同步，并能在协调控制与独立控制之间切换。然而，此类控制器核心技术只掌握在ABB、Siemens等少数国外厂家。而此类设计固定为脉冲同步，通道间的脉冲相位差不可编程。

已有的载波同步控制器，未实现其它控制量的协调，没有脉冲同步和脉冲纠错功能。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种多通道周期同步协调控制器，它不仅能实时协调多通道之间的控制量，还能保持通道间周期同步。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种多通道周期同步协调控制器，由一个集中控制器和分布于多个通道中的通道控制器组成，通道控制器中有一个为主通道控制器，其它为从通道控制器；通道控制器包括通道独立的采样电路、通道共用的采样电路、输出电路、通信接口电路；集中控制器与所有的通道控制器组成集中-分布网络；通道控制器还包括预留协调通信接口电路、核心控制电路和周期同步电路；通道控制器的周期同步电路以主通道控制器为首依次连接相邻的下一个从通道控制器的周期同步电路；所有通道控制器的预留协调通信接口在需要时互联，组成一个公共的预留协调网络。

在上述方案基础上进一步的技术方案分别为：

优选的，所述的集中控制器用于集中处理与外部接口的通信，所述的通道控制器用于控制相应通道。

优选的，所述的集中-分布网络，用于根据协调机制确定所有通道控制器为一主多从的协调关系，即包括一个主通道控制器和至少一个从通道控制器；并确定通道之间需协调的控制量，确定协调的控制量在集中-分布网络上通信或者在预留协调网络上通信。

优选的，所述集中控制器与通道控制器的通信内容较少时，确定在集中-分布网络上通信，无需连接预留协调网络；所述集中控制器与通道控制器的通信内容较多时，确定在预留协调网络上通信。

优选的，所述集中-分布网络或者预留协调网络上通信的协调控制量包括：给定指令、外环、内环和部分输入的协调控制量，还包括输出脉冲的通道间周期同步方式、固定相位差和变化相位差协调控制量；所述外环协调控制量包括转速外环、电压外环、功率外环协调控制量；所述内环协调控制量包括电流内环、转矩内环、电压参考协调控制量。

优选的，所述集中-分布网络或者预留协调网络上通信的协调控制量还包括冗余机制；所述冗余机制是当一个通道故障时其它通道维持运行，实现降功率的热冗余备份。

优选的，所述通道控制器的周期同步电路包含内同步电路和外同步电路，其中外同步电路包含一个同步信号发送接口和一个同步信号接收接口，外同步电路还包含脉冲同步纠错模块；所述内同步电路用于保持本通道的脉冲周期与核心控制电路的运算周期同步，通道间协调周期同步；所述外同步电路用于保持与相连通道的脉冲周期同步；脉冲同步纠错模块在上述运算周期同步、协调周期同步和脉冲周期同步的作用下，用于实现脉冲同步，并对误脉冲进行纠错。