[发明专利]一种数字化极片轧机集成控制器

权利要求书

1.一种数字化极片轧机集成控制器，包括供电单元、数据处理单元、电机调速单元和接口单元；其特征在于，所述供电单元用于将380V交流电和220V交流电转换为不同规格的直流电，给控制器中的其他三个单元提供稳定电源，所述数据处理单元采用双微控制芯片，用于对锂电池极片轧机中全部传感器和执行器进行实时监控，数据处理单元由ARM内核32位微处理芯片电路和FPGA微处理芯片电路组成；所述电机调速单元运用多组耐高压的供电半导体，通过数据处理单元中的FPGA微处理芯片电路控制供电半导体的导通时间，形成频率可控的交流电，实现控制器对轧制电机、放卷电机、收卷电机和纠偏电机这四台电机的同步转速调控，电机调速单元包括供电半导体驱动电路、供电半导体保护电路和供电半导体，所述供电半导体驱动电路将FPGA微处理芯片电路产生频率可变的高速脉冲波的电压放大，使供电半导体导通，所述供电半导体与极片轧机中的轧制电机、放卷电机、收卷电机、纠偏电机单向连接；

所述接口单元用来与锂电池极片轧机设备进行信息交互，接口单元与数据处理单元双向连接，包括总线接口、I/O输入输出接口、模拟输入输出接口和检测电路，所述检测电路与极片轧机中轧制电机、放卷电机、收卷电机、纠偏电机传动轴上的四个速度编码器单向连接，接收速度编码器检测到的四台电机的转速；所述I/O输入输出接口和模拟信号输入输出接口用来接收和控制锂电池极片轧机上传感器的信号和执行机构的动作，并将接收到的信号传送至所述数据处理单元；

所述ARM内核的位微处理芯片电路能够同时且高速处理控制器接收检测信号并驱动极片轧机中的执行机构工作，并将轧机运行过程产生的各种参数上传至PC端，确保轧机合理有序的工作；

所述FPGA微处理芯片电路用来产生规律的频率可变的高速脉冲波，使高速脉冲波的波形逼近供交流电动机转动的理想磁链正弦波的波形，完成对锂电池极片轧机中的多电机数字化控制功能。

2.根据权利要求1所述的数字化极片轧机集成控制器，其特征在于，所述供电半导体保护电路内集成了温度传感器、霍尔电流传感器和霍尔电压传感器。

3.根据权利要求1所述的数字化极片轧机集成控制器，其特征在于，供电单元包括缓冲电路、整流电路、保护电路、滤波电路、转换电路；缓冲电路、整流电路、保护电路、滤波电路、转换电路依次连接。

4.根据权利要求3所述的数字化极片轧机集成控制器，其特征在于，所述保护电路采用两个结构相同的分支电路和一个直流接触器构成，是用来保护控制器中的电子器件不受直流母线过压欠压、过流欠流带来的损害，每个分支电路均包括有LV25-P霍尔传感器，两个分支电路分别检测直流母线的电流和电压信号。

5.根据权利要求3所述的数字化极片轧机集成控制器，其特征在于，所述转换电路将滤波后的电压转换为数据处理单元所需的1.2V、3.3V、2.5V、正负5V直流电，电机调速单元所需的312V、537V、正负15V、正负5V直流电，其中供电半导体所需电源为537V直流电、312V直流电，供电半导体保护电路所需的正负15V、正负5V直流电；接口单元所需的正负24V、正负12V直流电。

6.根据权利要求1所述的数字化极片轧机集成控制器，其特征在于，所述ARM内核32位微处理芯片电路与所述FPGA微处理芯片电路通过FSMC的方式双向并行连接。

7.根据权利要求1所述的数字化极片轧机集成控制器，其特征在于，所述供电半导体保护电路包括供电半导体温度检测电路、供电半导体电流检测电路、供电半导体电压检测电路，能够检测所述供电半导体的温度和输出电压、电流的数值，并发送至所述ARM内核32位微处理芯片电路判断检测到的温度、电压、电流是否超出供电半导体的额定值，若超出，则ARM内核32位微处理芯片电路控制所述FPGA微处理芯片电路停止输出高速脉冲波，保护供电半导体不受损坏。