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Title:
MULTI-MACHINE FREQUENCY CONVERTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/180152
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a multi-machine frequency converter, which may comprise: a master control unit, and N1 execution units coupled in series by means of a communications port, said N1 execution unit sharing a common DC bus; the first communications port of the master control unit is connected to the second communications port of the first of the N1 execution units; the N1 execution units comprise N11 rectifier units and N12 inverter units; N11 is a positive integer, and N12 is a positive integer greater than 1; said first execution unit is an execution unit located at an edge position of said N1 execution units connected in series by means of a communications port. The technical solution provided by the embodiments of the present invention is conducive to reducing the complexity of frequency converter wiring configurations in the context of multiple machines, improving the stability and reliability in multi-machine operation of frequency converters.

Inventors:
KE DONGSHENG (CN)
Application Number:
PCT/CN2014/078968
Publication Date:
December 03, 2015
Filing Date:
May 30, 2014
Export Citation:
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Assignee:
SHENZHEN INVT ELECTRIC CO LTD (CN)
International Classes:
H02M5/42; H02M5/00
Foreign References:
CN101877541A2010-11-03
CN102969906A2013-03-13
CN103779952A2014-05-07
CN103257642A2013-08-21
Attorney, Agent or Firm:
SHENPAT INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY (CN)
深圳市深佳知识产权代理事务所(普通合伙) (CN)
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Claims:
权 利 要 求

1、 一种多机变频器, 其特征在于, 包括:

主控单元、 通过通信端口串联的 N1个执行单元, 其中, 所述 N1个执行单 元共直流母线;

其中, 所述主控单元的第一通信端口和所述 N1个执行单元中的第一执行 单元的第二通信端口连接, 其中, 所述 N1个执行单元共包括 Nil个整流单元和 N12个逆变单元, 所述 Nil为正整数, 所述 N12为大于 1的正整数, 所述第一执 行单元为通过通信端口串联的所述 N1个执行单元之中处于一端边缘位置的执 行单元。

2、 根据权利要求 1所述的多机变频器, 其特征在于,

所述主控单元的第二通信端口与所述 N1个执行单元中的第二执行单元的 第一通信端口连接, 其中, 所述第二执行单元为通过通信端口串联的所述 N1 个执行单元中处于另一端边缘位置的执行单元。

3、 根据权利要求 1所述的多机变频器, 其特征在于,

所述多机变频器还包括通过通信端口串联的 N2个执行单元, 所述 N2个执 行单元共所述直流母线;

所述主控单元的第二通信端口与通过通信端口串联的所述 N2个执行单元 中的第三执行单元的第一通信端口连接, 其中, 所述 N2为正整数, 所述 N2个 执行单元包括整流单元和 /或逆变单元, 其中, 所述第三执行单元为通过通信 端口串联的所述 N2个执行单元中处于一端边缘位置的执行单元。

4、 根据权利要求 1至 3任一项所述的多机变频器, 其特征在于,

所述第一执行单元为逆变单元,所述第一执行单元的第一通信端口与所述 N1个执行单元中的第四执行单元的第二通信端口连接, 其中, 所述第四执行 单元为整流单元或逆变单元;

或者,

所述第一执行单元为整流单元,所述第一执行单元的第一通信端口与所述 N1个执行单元中的第五执行单元的第二通信端口连接, 其中, 所述第五执行 单元为整流单元或逆变单元。 5、 根据权利要求 1至 4任一项所述的多机变频器, 其特征在于, 所述通信端口为光纤通信端口或以太网通信端口或电平信号通信端口或 差分通信接口。

6、 一种多机变频器, 其特征在于, 包括:

主控单元、 通过通信端口串联的 N3个执行单元和通过通信端口串联的 N4 个执行单元;

其中, 所述 N3个执行单元和所述 N4个执行单元共直流母线;

其中, 所述主控单元的第一通信端口和通过通信端口串联的所述 N3个执 行单元中的第六执行单元的第二通信端口连接,所述主控单元的第二通信端口 和通过通信端口串联的所述 N4个执行单元中的第七执行单元的第一通信端口 连接;

其中, 所述 N3个执行单元和所述 N4个执行单元中共包括 XI个整流单元和 X2个逆变单元, 其中, 所述 XI为正整数, 所述 X2为大于 1的正整数, 所述第 六执行单元为通过通信端口串联的所述 N3个执行单元中处于一端边缘位置的 执行单元, 所述第七执行单元为通过通信端口串联的所述 N4个执行单元中处 于一端边缘位置的执行单元。

7、 根据权利要求 6所述的多机变频器, 其特征在于,

所述第六执行单元为整流单元,所述第六执行单元的第一通信端口与所述 N3个执行单元中的第九执行单元连接的第二通信端口连接, 其中, 所述第九 执行单元为整流单元或逆变单元;

或者;

所述第六执行单元为逆变单元,所述第六执行单元的第一通信端口与所述 N3个执行单元中的第八执行单元的第二通信端口连接, 其中, 所述第八执行 单元为整流单元或逆变单元。

8、 根据权利要求 6至 7任一项所述的多机变频器, 其特征在于,

所述通信端口为光纤通信端口或以太网通信端口或电平信号通信端口或 差分通信接口。

9、 一种多机变频器, 其特征在于, 包括: 主控单元、 N5个整流单元、 通过通信端口串联的 N6个逆变单元, 其中, 所述 N5个整流单元和所述 N6个逆变单元共直流母线;

其中, 所述主控单元的第一通信端口和所述 N6个逆变单元中的第一逆变 单元的第二通信端口连接, 所述 N5为正整数、 所述 N6为大于 1的正整数, 所述 第一逆变单元为通过通信端口串联的所述 N6个逆变单元之中处于一端边缘位 置的逆变单元。

10、 根据权利要求 9所述的多机变频器, 其特征在于,

所述主控单元的第二通信端口与所述 N6个逆变单元中的第二逆变单元的 第一通信端口连接, 其中, 所述第二逆变单元为通过通信端口串联的所述 N6 个逆变单元中处于另一端边缘位置的逆变单元。

11、 根据权利要求 9至 10任意一项所述的多机变频器, 其特征在于, 所述 通信端口为光纤通信端口或以太网通信端口或电平信号通信端口或差分通信 接口。

12、 一种多机变频器, 其特征在于, 包括:

主控单元、 N9个整流单元、 通过通信端口串联的 N7个逆变单元和通过通 信端口串联的 N8个逆变单元; 其中, 所述 N9个整流单元、 所述 N7个逆变单元 和所述 N8个逆变单元共直流母线;

其中, 所述主控单元的第一通信端口和通过通信端口串联的所述 N7个逆 变单元中的第一逆变单元的第二通信端口连接,所述主控单元的第二通信端口 和通过通信端口串联的所述 N8个逆变单元中的第二逆变单元的第一通信端口 连接;

其中, 所述 N7和所述 N8为正整数, 所述第一逆变单元为通过通信端口串 联的所述 N7个逆变单元中处于一端边缘位置的逆变单元, 其中, 所述第二逆 变单元为通过通信端口串联的所述 N8个逆变单元中处于一端边缘位置的逆变 单元。

13、 根据权利要求 12所述的多机变频器, 其特征在于,

所述通信端口为光纤通信端口或以太网通信端口或电平信号通信端口或 差分通信接口。

Description:
多机变频器 技术领域

本发明主要涉及电力电子技术领域, 具体涉及多机变频器。 背景技术

当前, 市场上大多数变频器为单机变频器,单机变频 器都釆用的是一个控 制单元直接控制一个逆变单元,控制单元一般 不控制整流单元, 具体结构可如 图 1-a所示

单机变频器要做并机同步运行(即至少两个单 机变频器的负载电机的速度 /转矩相同或相应或至少两个单机变频器的输 并联后带负载电机或非同步来 实现工厂宏)时, 至少两个单机变频器组成变频器多机系统, 各变频器之间基 于 RS485总线通信方式。 485总线通信方式的结构如图 1-b所示, 控制台通过 485总线将系统运行频率传送至各变频器, 各变频器将状态反馈信息通过总线 传送至控制台。此外,控制台给出的系统起停 机信号及主变频器发送给从变频 器的转矩信号均是通过单独信号线连接来实现 。这种多个变频器相连以实现并 种控制线布线复杂, 串行总线布线过长。

研究和实践过程中发明人发现,现有的变频器 系统在双机或多机主从控制 应用时存在的一些缺陷: 485总线方式的通信存在主、 从机间通信方式本身存 在抗干扰性弱, 信号传输稳定性差的缺点。 由于通信方式的限制, 难以进行超 远距离的信号传输。 且主从系统控制结构复杂, 多路信号线同时工作, 安装操 作繁瑣。 发明内容

本发明实施例提供一种多机变频器,以期简化 变频器多机场景下的布线结 构的复杂性, 提高变频器多机运行的稳定可靠性。

本发明实施例第一方面提供一种多机变频器, 可包括:

主控单元、 通过通信端口串联的 N1个执行单元, 其中, 所述 N1个执行单 元共直流母线; 其中, 所述主控单元的第一通信端口和所述 N1个执行单元中的第一执行 单元的第二通信端口连接, 其中, 所述 N1个执行单元共包括 Nil个整流单元和 N12个逆变单元, 所述 Nil为正整数, 所述 N12为大于 1的正整数, 所述第一执 行单元为通过通信端口串联的所述 N1个执行单元之中处于一端边缘位置的执 行单元。

可选的, 所述主控单元的第二通信端口与所述 N1个执行单元中的第二执 行单元的第一通信端口连接, 其中, 所述第二执行单元为通过通信端口串联的 所述 N1个执行单元中处于另一端边缘位置的执行单 。

可选的, 所述多机变频器还包括通过通信端口串联的 N2个执行单元, 所 述 N2个执行单元共所述直流母线;

所述主控单元的第二通信端口与通过通信端口 串联的所述 N2个执行单元 中的第三执行单元的第一通信端口连接, 其中, 所述 N2为正整数, 所述 N2个 执行单元包括整流单元和 /或逆变单元, 其中, 所述第三执行单元为通过通信 端口串联的所述 N2个执行单元中处于一端边缘位置的执行单元

可选的, 所述第一执行单元为逆变单元, 所述第一执行单元的第一通信端 口与所述 N1个执行单元中的第四执行单元的第二通信端 连接, 其中, 所述 第四执行单元为整流单元或逆变单元;

或者, 所述第一执行单元为整流单元, 所述第一执行单元的第一通信端口 与所述 N1个执行单元中的第五执行单元的第二通信端 连接, 其中, 所述第 五执行单元为整流单元或逆变单元。

可选的,所述通信端口为光纤通信端口或以太 网通信端口或电平信号通信 端口或差分通信接口。

本发明实施例第二方面提供一种多机变频器, 可包括:

主控单元、 通过通信端口串联的 N3个执行单元和通过通信端口串联的 N4 个执行单元;

其中, 所述 N3个执行单元和所述 N4个执行单元共直流母线;

其中, 所述主控单元的第一通信端口和通过通信端口 串联的所述 N3个执 行单元中的第六执行单元的第二通信端口连接 ,所述主控单元的第二通信端口 和通过通信端口串联的所述 N4个执行单元中的第七执行单元的第一通信端 连接;

其中, 所述 N3个执行单元和所述 N4个执行单元中共包括 XI个整流单元和 X2个逆变单元, 其中, 所述 XI为正整数, 所述 X2为大于 1的正整数, 所述第 六执行单元为通过通信端口串联的所述 N3个执行单元中处于一端边缘位置的 执行单元, 所述第七执行单元为通过通信端口串联的所述 N4个执行单元中处 于一端边缘位置的执行单元。

可选的, 所述第六执行单元为整流单元, 所述第六执行单元的第一通信端 口与所述 N3个执行单元中的第九执行单元连接的第二通 端口连接, 所述第 九执行单元为整流单元或逆变单元;

可选的, 所述第六执行单元为逆变单元, 所述第六执行单元的第一通信端 口与所述 N3个执行单元中的第八执行单元的第二通信端 连接, 其中, 所述 第八执行单元为整流单元或逆变单元。

可选的,所述通信端口为光纤通信端口或以太 网通信端口或电平信号通信 端口或差分通信接口。

本发明实施例第三方面提供一种多机变频器, 可包括:

主控单元、 N5个整流单元、 通过通信端口串联的 N6个逆变单元, 其中, 所述 N5个整流单元和所述 N6个逆变单元共直流母线;

其中, 所述主控单元的第一通信端口和所述 N6个逆变单元中的第一逆变 单元的第二通信端口连接, 所述 N5为正整数、 所述 N6为大于 1的正整数, 所述 第一逆变单元为通过通信端口串联的所述 N6个逆变单元之中处于一端边缘位 置的逆变单元。

可选的, 所述主控单元的第二通信端口与所述 N6个逆变单元中的第二逆 变单元的第一通信端口连接, 其中, 所述第二逆变单元为通过通信端口串联的 所述 N6个逆变单元中处于另一端边缘位置的逆变单 。

可选的,所述通信端口为光纤通信端口或以太 网通信端口或电平信号通信 端口或差分通信接口。

本发明实施例第四方面提供一种多机变频器, 可包括: 主控单元、 N9个整流单元、 通过通信端口串联的 N7个逆变单元和通过通 信端口串联的 N8个逆变单元; 其中, 所述 N9个整流单元、 所述 N7个逆变单元 和所述 N8个逆变单元共直流母线;

其中, 所述主控单元的第一通信端口和通过通信端口 串联的所述 N7个逆 变单元中的第一逆变单元的第二通信端口连接 ,所述主控单元的第二通信端口 和通过通信端口串联的所述 N8个逆变单元中的第二逆变单元的第一通信端 连接;

其中, 所述 N7和所述 N8为正整数, 所述第一逆变单元为通过通信端口串 联的所述 N7个逆变单元中处于一端边缘位置的逆变单元 其中, 所述第二逆 变单元为通过通信端口串联的所述 N8个逆变单元中处于一端边缘位置的逆变 单元。

可选的,所述通信端口为光纤通信端口或以太 网通信端口或电平信号通信 端口或差分通信接口。

可以看出,在本发明一些实施例中, 多机变频器包括主控单元和多个执行 单元, 与现有的变频器多机系统相比, 有利于有效地降低并机成本。 在变频器 的主控单元和多个执行单元之间以串行的通信 方式取代常规变频器多机系统 中的 485总线通信方式, 进而有利于消除传输信号抗干扰性差、 传输距离短的 缺陷,有利于实现抗干扰能力强的超远传输, 进而有利于提高变频器多机运行 场景的稳定可靠性。主控单元和执行单元之间 的互联结构相对简单, 安装布线 相对简单, 可见, 本发明实施例的这种结构有利于简化变频器多 机场景的布线 结构复杂性。 并且, 由于是执行单元之间通过通信端口串联, 这样有利于提高 变频器多机运行的扩展性,可根据不同场景来 通过通信端口串联多个执行单元 以满足相应需求。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 的技术方案,下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单 地介绍,显而易见地, 下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例, 对于本领域普通技术人员来讲,在不付 出创造性劳动性的前提下, 还可以根据这些附图获得其它的附图。 图 1-a是现有技术提供的一种单机变频器的示意图 ;

图 1-b是现有技术提供的一种多个单机变频器的并 机示意图;

图 2-a是本发明实施例提供的一种多机变频器的示 意图;

图 2-b是本发明实施例提供的另一种多机变频器的 示意图;

图 2-c是本发明实施例提供的另一种多机变频器的 示意图;

图 2 - d是本发明实施例提供的另一种多机变频器的 意图;

图 2-e是本发明实施例提供的另一种多机变频器的 示意图;

图 2-f是本发明实施例提供的另一种多机变频器的 示意图;

图 2-g是本发明实施例提供的另一种多机变频器的 示意图;

图 3 - a是本发明实施例提供的另一种多机变频器的 意图;

图 3 - b是本发明实施例提供的另一种多机变频器的 意图;

图 3 - c是本发明实施例提供的另一种多机变频器的 意图;

图 3 - d是本发明实施例提供的另一种多机变频器的 意图;

图 3 - e是本发明实施例提供的另一种多机变频器的 意图;

图 4-a是本发明实施例提供的另一种多机变频器的 示意图;

图 4-b是本发明实施例提供的另一种多机变频器的 示意图;

图 5是本发明实施例提供的另一种多机变频器的 意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种多机变频器,以期简化 变频器多机场景下的布线结 构的复杂性, 提高变频器多机运行的稳定可靠性。

为使得本发明的发明目的、 特征、 优点能够更加的明显和易懂, 下面将结 合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中 的技术方案进行清楚、 完整地描 述, 显然, 下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施 例, 而非全部的实施 例。基于本发明中的实施例, 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前 提 下所获得的所有其它实施例, 都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的 术语 "第一"、 "第二"、 "第 三" "第四" 等是用于区别不同的对象, 而不是用于描述特定顺序。 此外, 术 语 "包括" 和 "具有" 以及它们任何变形, 意图在于覆盖不排他的包含。 例如 包含了一系列步骤或单元的过程、 方法、 系统、 产品或设备没有限定于已列出 的步骤或单元, 而是可选地还包括没有列出的步骤或单元, 或可选地还包括对 于这些过程、 方法、 产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先说明, 本发明实施例提供的多机变频器包括: 主控单元、 至少一个整 流单元和至少两个逆变单元, 其中, 多机变频器中部分或全部整流单元可以是 可受主控单元控制的可控整流单元,或者也可 以是不受主控单元控制的不可控 整流单元, 下面结合附图对相关结构进行举例说明。

首先请参见图 2-a, 图 2-a是本发明的一个实施例提供的一种多机变频 器的 结构示意图。 其中, 如图 2-a所示, 本发明一个实施例提供的一种多机变频器 可包括:

主控单元 201、 通过通信端口串联的 N1个执行单元 202, 上述 N1个执行单 元共直流母线 210。

其中, 主控单元 201的第一通信端口 P1和上述 N1个执行单元 202之中的第 一执行单元的第二通信端口 P0连接。其中,第一执行单元为通过通信端口 联 的上述 N1个执行单元之中处于一端边缘位置的执行单 (其中, 图 2-a举例架 构中, 串联后的 N1个执行单元的一端边缘位置是剩余第二通信 口 P0的第一 执行单元, 另一端边缘位置是剩余第一通信端口 P1的第二执行单元 )。

上述执行单元 202为整流单元或逆变单元, 其中, N1个执行单元 202共包 括 Nil个整流单元和 N12个逆变单元, 上述 Nil为正整数, 上述 N12为大于 1的 正整数。

其中, 图 2-a中以每个执行单元 202均包括两个通信端口 (通信端口 P0和通 信端口 Pl ), 当然, 两个通信端口的功能可以相同或相近, 在一些场景下这两 个通信端口可以互换。 串联后的 N1个执行单元 202中处于中间位置的每个执行 单元的通信端口 P0和通信端口 P1分别连接其它执行单元 202, 以实现 N1个执行 单元 202的串联。

其中, 主控单元 201可以通过第一通信端口 P1发送命令字、 数据字 (例如 包含电压角度和电压调制比等脉冲宽度调制 (PWM, Pulse Width Modulation ) 波关键数据的数据字)和 /或状态字等。 而第一执行单元则可通过其第二通信 端口 P0接收来自主控单元 201的命令字、 数据字和 /或状态字等, 第一执行单元 则可通过其第一通信端口 P1转发 (对于可透传的数据可直接转发,对于需处理 的数据则可在进行处理之后转发)接收到的来 自主控单元 201的命令字、 数据 接收命令字、 数据字和 /或状态字等。

需要说明的是, 本发明各实施例中的 "转发", 可能是将接收到的数据不 做修改而直接转发,也可能是将接收到的数据 进行相应修之后转发, 例如对于 接收到的命令字、 数据字和 /或状态字中可透传的内容, 则可不做修改而直接 转发, 而对于接收到的命令字、 数据字和 /或状态字中不可透传的内容, 则可 在对其进行修改之后转发。

其中, N1个执行单元 202可根据主控单元发送的参考时钟及时间补偿 值等 信息产生同步信号; 还可根据来自主控单元 201的命令字、 数据字 (例如包含 电压角度和电压调制比等 PWM波关键数据的数据字)和 /或状态字等进行对应 的操作。 例如, N1个执行单元 202可以根据来自主控单元 201命令字进入上电 启动或休眠等状态。 又例如, N1个执行单元 202可以根据来自主控单元 201的 包含电压角度和电压调制比等 PWM波关键数据的数据字, 产生同步的脉冲宽 度调制波; 利用产生的脉冲宽度波驱动电机工作。

可以看出, 本发明提供了一种多机变频器, 能够实现并机同步和 /或不同 步运行, 与现有技术中釆用多个变频器实现并机功能的 方法相比, 明显地降低 了实现成本; 在变频器的主控单元和多个执行单元之间以串 行的通信方式(如 交换式以太网通讯方式)取代常规变频器多机 系统中的 485总线通信方式, 进 而有利于消除传输信号抗干扰性差、传输距离 短的缺陷,有利于实现抗干扰能 力强的超远传输, 进而有利于提高变频器多机运行场景的稳定可 靠性。主控单 元和执行单元之间的互联结构相对简单, 安装布线相对简单, 可见, 这种结构 有利于简化变频器多机场景的布线结构复杂性 。并且由于是执行单元之间通过 通信端口串联, 这样有利于提高变频器多机运行的扩展性, 可根据不同场景来 通过通信端口串联多个执行单元以满足相应需 求。

在图 2-a的基础上, 主控单元 201还包括第二通信端口 P0, 主控单元 201可 以通过第二通信端口 P0发送命令字、 数据字和 /或状态字等。

在本发明的一些实施例中, 如图 2-b所示, 主控单元 201的第二通信端口 P0 还可与上述 N1个执行单元 202中的第二执行单元的第一通信端口 P1连接从而 形成通信环路设计结构,主控单元 201可以通过第二通信端口 P0和 /或第一通信 端口 P1向各执行单元 202发送命令字、 数据字和 /或状态字等, 相当于提供了两 条传递信息的通信通道,引入通信环路可以使 得各单元之间的通信通道具有冗 余备份功能,抗故障和容错能力得到增强,有 利于进一步提升系统运行的稳定 可靠性。

在本发明的另一些实施例中, 如图 2-c所示, 上述多机变频器还可包括通 过通信端口串联的 N2个执行单元 203, 其中, 上述 N2个执行单元 203共直流母 线 210。

其中, 上述主控单元 201的第二通信端口 P0与通过通信端口串联的上述 N2 个执行单元 203之中的第三执行单元的第一通信端口 P1连接, 其中, 上述 N2为 正整数, 上述 N2个执行单元包括整流单元和 /或逆变单元, 其中, 第三执行单 元为通过通信端口串联的上述 N2个执行单元 203中处于一端边缘位置的执行 单元。

其中, 图 2-c举例示出上述主控单元 201包括两个通信端口, 这两个通信端 口都与执行单元的通信端口连接, 与图 2-b所示架构的主要区别在于, 主控单 元 201与执行单元之间未形成通信环路。 当然, 主控单元 201也可包括更多通信 端口, 主控单元 201的每个通信端口均可按照图 2-c所示方式与执行单元的通信 端口连接。

如图 2-d和图 2-e所示, 在本发明的一些实施例中, 上述第一执行单元可为 逆变单元, 而上述第一执行单元的第一通信端口 P1可与上述 N1个执行单元之 中的第四执行单元的第二通信端口 P0连接,其中,上述第四执行单元为整流单 元或逆变单元。

例如图 2-f和图 2-g所示, 在本发明的一些实施例中, 上述第一执行单元可 为整流单元, 上述第一执行单元的第一通信端口 P1与上述 N1个执行单元中的 第五执行单元的第二通信端口 P0连接,其中,上述第五执行单元为整流单元 逆变单元。

可以理解, 例如图 2-d、 图 2-e、 图 2-f和图 2-g举例示出, 在通过通信端口串 联的 N1个执行单元中, 整流单元和逆变单元可以相互交错排列, 当然整流单 元和逆变单元也可以不相互交错排列。

在本发明的一些实施例中,执行单元和控制单 元的通信端口可以为光纤通 信端口或以太网通信端口或电平信号通信端口 或差分通信接口或者其它类型 的通信端口。

下面主要以图 2-a所示架构为例, 举例介绍多机变频器中产生同步信号的 一些方式。 其它架构下的多机变频器中产生同步信号的方 式可类推。

在本发明的一些实施例中, 所述主控单元 201用于, 周期性的发送由第一 系统参考时钟产生的第一系统参考时钟信号; 计算出与所述 N12个逆变单元中 的每个逆变单元对应的时间补偿值, 并向所述 N12个逆变单元中的每个逆变单 元发送与之对应的所述时间补偿值。

其中, 所述 N12个逆变单元中的每个逆变单元, 用于在接收到与之对应的 所述时间补偿值之后,利用接收到的所述时间 补偿值对本地时钟进行时间偏移 补偿, 基于锁相环将当前接收到的所述主控单元 201发送的所述第一系统参考 地时钟所产生的时钟信号生成用于同步校正该 逆变单元所产生的脉冲宽度调 制波的同步信号。

在本发明的另一些实施例中,举例介绍多机变 频器的运行控制的一些可能 应的脉冲宽度调制波关键数据。 其中, 所述 N12个逆变单元之中的每个逆变单 元用于生成同步信号; 基于接收到的来自所述主控单元 201的脉冲宽度调制波 关键数据产生脉冲宽度调制波,利用所述同步 信号同步校正产生的所述脉冲宽 度调制波, 利用同步校正后的所述脉冲宽度调制波驱动电 机工作。 请参见图 3-a, 图 3-a是本发明另一个实施例提供的另一种多机变 频器的结 构示意图。 其中, 如图 3-a所示, 本发明另一个实施例提供的另一种多机变频 器可包括: 主控单元 301、 通过通信端口串联的 N3个执行单元 302和通过通信端口串 联的 N4个执行单元 303。

其中, 上述 N3个执行单元和上述 N4个执行单元共直流母线 310。

其中, 上述主控单元 301的第一通信端口 P1和通过通信端口串联的上述 N3 个执行单元中的第六执行单元的第二通信端口 P0连接,上述主控单元的第二通 信端口 P0和通过通信端口串联的上述 N4个执行单元中的第七执行单元的第一 通信端口 P1连接。

其中, 上述 N3个执行单元和上述 N4个执行单元中共包括 XI个整流单元和 X2个逆变单元, 其中, 上述 XI为正整数, 上述 X2为大于 1的正整数, 上述第 六执行单元为通过通信端口串联的上述 N3个执行单元中处于一端边缘位置的 执行单元, 其中, 第七执行单元为通过通信端口串联的上述 N4个执行单元中 处于一端边缘位置的执行单元。 其中, 上述 N3和 N4为正整数, 上述 N3与 N4 之和大于或等于 3。

其中, 与前述实施例中举例的图 2-a所示架构相比, 本实施例图 3-a所示架 构中,位于主控单元 301两侧的上述 N3个执行单元和上述 N4个执行单元中共包 括 XI个整流单元和 X2个逆变单元, 也就是说, 主控单元 301两侧可以分别部署 至少 1个逆变单元, 而图 2-a所示架构中, 主控单元 301的其中一侧就部署了至 少两个逆变单元和至少一个整流单元( N1个执行单元 202共包括 Nil个整流单 元和 N12个逆变单元)。

其中, 主控单元 301可以通过第一通信端口 P1和第二通信端口 P0分别发送 命令字、 数据字和 /或状态字等至 N3个执行单元 302和 N4个执行单元 303, 具体 发送和转发等过程与前述部分相似, 在此不再赘述。

例如图 3-b和图 3-c所示, 在本发明的一些实施例中, 上述第六执行单元可 为整流单元, 而上述第六执行单元的第一通信端口 P1可与上述 N3个执行单元 之中的第九执行单元的第二通信端口 P0连接,其中,上述第九执行单元为整流 单元或逆变单元。

例如图 3-d和图 3-e所示, 在本发明的一些实施例中, 上述第六执行单元可 为逆变单元, 上述第六执行单元的第一通信端口 P1与上述 N3个执行单元中的 第八执行单元的第二通信端口 po连接,其中,上述第八执行单元为整流单元 逆变单元。

可以理解, 例如图 3-b、 图 3-c、 图 3-d和图 3-e举例示出, 在通过通信端口 串联的 N3个执行单元中, 整流单元和逆变单元可以相互交错排列, 当然整流 单元和逆变单元也可以不相互交错排列。

在本发明的一些实施例中,执行单元和控制单 元的通信端口可以为光纤通 信端口或以太网通信端口或电平信号通信端口 或差分通信接口或者其它类型 的通信端口。

可以看出, 在本发明提供了一种多机变频器, 能够实现并机同步和 /或不 同步运行, 与现有技术中釆用多个变频器实现并机功能的 方法相比, 明显地降 低了实现成本; 其中,在变频器的主控单元和多个执行单元之 间以串行的通信 方式(如交换式以太网通讯方式)取代常规变 频器多机系统中的 485总线通信 方式, 进而有利于消除传输信号抗干扰性差、 传输距离短的缺陷, 有利于实现 抗干扰能力强的超远传输, 进而有利于提高变频器多机运行场景的稳定可 靠 性。 主控单元和执行单元之间的互联结构相对简单 , 安装布线相对简单, 可见 这种结构有利于简化变频器多机场景的布线结 构复杂性。 并且, 由于是执行单 元之间通过通信端口串联, 这样有利于提高变频器多机运行的扩展性, 可根据 不同场景来通过通信端口串联多个执行单元以 满足相应需求。

下面主要以图 3-a所示架构为例, 举例介绍多机变频器中产生同步信号的 一些方式。 其它架构下的多机变频器中产生同步信号的方 式可类推。

在本发明的一些实施例中, 所述主控单元 301用于, 周期性的发送由第一 系统参考时钟产生的第一系统参考时钟信号; 计算出与所述 X2个逆变单元中 的每个逆变单元对应的时间补偿值, 并向所述 X2个逆变单元中的每个逆变单 元发送与之对应的所述时间补偿值。 其中, 所述 X2个逆变单元中的每个逆变 单元, 用于在接收到与之对应的所述时间补偿值之后 , 利用接收到的所述时间 补偿值对本地时钟进行时间偏移补偿,基于锁 相环将当前接收到的所述主控单 元 301发送的所述第一系统参考时钟信号与进行时 间偏移补偿之后的所述本地 时钟进行步调锁定,基于所述本地时钟所产生 的时钟信号生成用于同步校正该 逆变单元所产生的脉冲宽度调制波的同步信号 。

下面主要以图 3-a所示架构为例, 举例介绍多机变频器的运行控制的一些 方式。 其它架构下的多机变频器的运行控制方式可类 推。

在本发明的一些实施例中, 所述主控单元 301用于, 向所述 X2个逆变单元 中的每个逆变单元发送与之对应的脉冲宽度调 制波关键数据。 所述 X2个逆变 单元中的每个逆变单元用于, 生成同步信号; 基于接收到的来自所述主控单元 301的脉冲宽度调制波关键数据产生脉冲宽度调 制波, 利用所述同步信号同步 校正产生的所述脉冲宽度调制波,利用同步校 正后的所述脉冲宽度调制波驱动 电机工作。 请参见图 4-a, 图 4-a是本发明另一个实施例提供的另一种多机变 频器的结 构示意图。 其中, 如图 4-a所示, 本发明另一个实施例提供的另一种多机变频 器可包括: 主控单元 401、 N5个整流单元 402、 通过通信端口串联的 N6个逆变 单元 403。

其中, 上述 N5个整流单元 402和上述 N6个逆变单元 403共直流母线 410。 其中, 上述主控单元 401的第一通信端口 P1和上述 N6个逆变单元中的第一 逆变单元的第二通信端口 P0连接, 其中, 上述 N5为正整数、 上述 N6为大于 1 的正整数, 上述第一逆变单元为通过通信端口串联的上述 N6个逆变单元之中 处于一端边缘位置的逆变单元。 其中, 图 4-a举例架构中, 串联后的 N6个逆变 单元的一端边缘位置是剩余第二通信端口 P0的第一逆变单元,另一端边缘位置 是剩余第一通信端口 P1的第二逆变单元,而第一逆变单元剩余的第 通信端口 P0与上述主控单元 401的第一通信端口 P1连接。

可以看出, 图 4-a举例所示架构中, N5个整流单元 402为不受主控单元 401 控制的不可控整流单元。而前述实施例中,如 图 2-a〜图 2-g所示架构或 2-a〜图 2-e 举例所示架构中, 一些整流单元是可受主控单元控制的可控整流 单元。

其中, 主控单元 401可以通过第一通信端口 P1发送命令字、 数据字和 /或状 态字等至第一逆变单元, 具体发送和转发等过程与前述部分相似,在此 不再赘 述。

可以看出, 在本发明提供了一种多机变频器, 能够实现并机同步和 /或不 同步运行, 与现有技术中釆用多个变频器实现并机功能的 方法相比, 明显地降 低了实现成本;在变频器的主控单元和逆变单 元之间以串行的通信方式取代常 规变频器多机系统中的 485总线通信方式, 进而有利于消除传输信号抗干扰性 差、 传输距离短的缺陷, 有利于实现抗干扰能力强的超远传输, 进而有利于提 高变频器多机运行场景的稳定可靠性。主控单 元和逆变单元之间的互联结构相 对简单, 安装布线相对简单, 可见这种结构有利于简化变频器多机运行场景 的 布线结构复杂性。 并且, 由于是逆变单元之间通过通信端口串联, 这样有利于 提高变频器多机运行场景的扩展性,可根据不 同场景来通过通信端口串联多个 逆变单元以满足相应需求。

参见图 4-b, 图 4-b示出在本发明的一些实施例之中, 主控单元 401包括第 二通信端口 P0, 其与上述 N6个逆变单元中的第二逆变单元的第一通信端 PI 连接, 其中, 上述第二逆变单元为通过通信端口串联的上述 N6个逆变单元中 处于另一端边缘位置的逆变单元。

可以理解, 图 4-b示出了一种通信环路设计结构, 引入通信环路使得各单 元之间的通信通道具有冗余备份功能, 主控单元 401可以通过第一通信端口 P1 和 /或第二通信端口 P0向各逆变单元发送命令字、 数据字和 /或状态字等, 这就 相当于提供了两条传递信息的通信通道,抗故 障和容错能力得到增强,有利于 进一步提升系统运行的可靠性。

在本发明的一些实施例中, 逆变单元、 整流单元、 控制单元的通信端口可 以为光纤通信端口或以太网通信端口或电平信 号通信端口或差分通信接口或 者其它类型的通信端口。

下面主要以图 4-a所示架构为例, 举例介绍多机变频器中产生同步信号的 一些方式。 其它架构下的多机变频器中产生同步信号的方 式可类推。

在本发明的一些实施例中, 所述主控单元 401用于, 周期性的发送由第一 系统参考时钟产生的第一系统参考时钟信号; 计算出与所述 N6个逆变单元中 的每个逆变单元对应的时间补偿值, 并向所述 N6个逆变单元中的每个逆变单 元发送与之对应的所述时间补偿值。 其中, 所述 N6个逆变单元中的每个逆变 单元, 用于在接收到与之对应的所述时间补偿值之后 , 利用接收到的所述时间 补偿值对本地时钟进行时间偏移补偿,基于锁 相环将当前接收到的所述主控单 元 401发送的所述第一系统参考时钟信号与进行时 间偏移补偿之后的所述本地 时钟进行步调锁定,基于所述本地时钟所产生 的时钟信号生成用于同步校正该 逆变单元所产生的脉冲宽度调制波的同步信号 。

下面主要以图 4-a所示架构为例, 举例介绍多机变频器的运行控制的一些 方式。 其它架构下的多机变频器的运行控制方式可类 推。

在本发明的一些实施例中, 所述主控单元 401用于, 向所述 N6个逆变单元 中的每个逆变单元发送与之对应的脉冲宽度调 制波关键数据。 所述 N6个逆变 单元中的每个逆变单元用于, 生成同步信号; 基于接收到的来自所述主控单元 401的脉冲宽度调制波关键数据产生脉冲宽度调 制波, 利用所述同步信号同步 校正产生的所述脉冲宽度调制波,利用同步校 正后的所述脉冲宽度调制波驱动 电机工作。 请参见图 5,图 5是本发明的另一个实施例提供的另一种多机 频器的结构 示意图。 其中, 如图 5所示, 本发明的另一个实施例提供的另一种多机变频 器 可包括:

主控单元 501、 N9个整流单元 502、通过通信端口串联的 N7个逆变单元 503 和通过通信端口串联的 N8个逆变单元 504。 其中, 上述 N9个整流单元、 上述 N7个逆变单元和上述 N8个逆变单元共直流母线 510。

其中, 上述主控单元 501的第一通信端口 P1和通过通信端口串联的上述 N7 个逆变单元 503中的第三逆变单元的第二通信端口 P0连接, 上述主控单元 501 的第二通信端口 P0和通过通信端口串联的上述 N8个逆变单元 504中的第四逆 变单元的第一通信端口 P1连接。

其中, 上述 N7和上述 N8为正整数, 上述第三逆变单元为通过通信端口串 联的上述 N7个逆变单元中处于一端边缘位置的逆变单元 其中, 上述第四逆 变单元为通过通信端口串联的上述 N8个逆变单元中处于一端边缘位置的逆变 单元。

其中, 图 5举例架构中, 串联后的 N7个逆变单元 503的一端边缘位置是剩 余第二通信端口 P0的第三逆变单元, 另一端边缘位置是剩余第一通信端口 P1 的第五逆变单元, 而第三逆变单元剩余的第二通信端口 P0与上述主控单元 501 的第一通信端口 P1连接。 串联后的 N8个逆变单元 504的一端边缘位置是剩余第 一通信端口 P1的第四逆变单元,另一端边缘位置是剩余第 通信端口 P0的第六 逆变单元, 而第四逆变单元剩余的第一通信端口 P1与上述主控单元 501的第二 通信端口 P0连接。

可以看出, 图 5举例所示架构中, N9个整流单元 502为不受主控单元 501控 制的不可控整流单元。 而前述实施例中, 如图 2-a〜图 2-g所示架构或 2-a〜图 2-e 举例所示架构中, 一些整流单元是可受主控单元控制的可控整流 单元。

与上述实施例中举例的图 4-a所示架构相比,图 5所示架构中,主控单元 501 两侧可以分别部署至少 1个逆变单元, 而图 4-a所示架构中, 主控单元 301的其 中一侧就部署了至少两个逆变单元。

在本发明的一些实施例中, 逆变单元、 整流单元、 控制单元的通信端口可 以为光纤通信端口或以太网通信端口或电平信 号通信端口或差分通信接口或 者其它类型的通信端口。

其中, 主控单元 501可以通过第一通信端口 P1和第二通信端口 P0分别发送 命令字、 数据字和 /或状态字等至第三逆变单元和第二逆变单元 具体发送和 转发等过程与前述部分相似, 在此不再赘述。

可以看出, 在本发明提供了一种多机变频器, 能够实现并机同步和 /或不 同步运行, 与现有技术中釆用多个变频器实现并机功能的 方法相比, 明显地降 低了实现成本;在变频器的主控单元和逆变单 元之间以串行的通信方式取代常 规变频器多机系统中的 485总线通信方式, 进而有利于消除传输信号抗干扰性 差、 传输距离短的缺陷, 有利于实现抗干扰能力强的超远传输, 进而有利于提 高变频器多机运行场景的稳定可靠性。主控单 元和逆变单元之间的互联结构相 对简单, 安装布线相对简单, 可见这种结构有利于简化变频器多机运行场景 的 布线结构复杂性。 并且, 由于是逆变单元之间通过通信端口串联, 这样有利于 提高变频器多机运行场景的扩展性,可根据不 同场景来通过通信端口串联多个 逆变单元以满足相应需求。

下面主要以图 5所示架构为例, 举例介绍多机变频器中产生同步信号的一 些方式。 其它架构下的多机变频器中产生同步信号的方 式可类推。 在本发明的一些实施例中, 所述主控单元 501用于, 周期性的发送由第一 系统参考时钟产生的第一系统参考时钟信号; 计算出与 N10个逆变单元中的每 个逆变单元对应的时间补偿值, 并向所述 N10个逆变单元中的每个逆变单元发 送与之对应的所述时间补偿值。

其中, 所述 N10个逆变单元中的每个逆变单元, 用于在接收到与之对应的 所述时间补偿值之后,利用接收到的所述时间 补偿值对本地时钟进行时间偏移 补偿, 基于锁相环将当前接收到的所述主控单元 501发送的所述第一系统参考 地时钟所产生的时钟信号生成用于同步校正该 逆变单元所产生的脉冲宽度调 制波的同步信号, 其中, 所述 N10个逆变单元包括所述 N7个逆变单元和所述 N8个逆变单元。

下面主要以图 5所示架构为例, 举例介绍多机变频器的运行控制的一些可 能方式。 其它架构下的多机变频器的运行控制方式可类 推。

在本发明的一些实施例中, 所述主控单元 501用于, 向所述 N10个逆变单 元中的每个逆变单元发送与之对应的脉冲宽度 调制波关键数据; 其中, 所述

N10个逆变单元包括所述 N7个逆变单元和所述 N8个逆变单元。

所述 N10个逆变单元中的每个逆变单元用于生成同步 信号; 基于接收到 的来自所述主控单元 501的脉冲宽度调制波关键数据产生脉冲宽度调 制波,利 用所述同步信号同步校正产生的所述脉冲宽度 调制波,利用同步校正后的所述 脉冲宽度调制波驱动电机工作。

在上述实施例中, 对各个实施例的描述都各有侧重, 某个实施例中没 有详述的部分, 可以参见其他实施例的相关描述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到, 为描述的方便和简洁, 上述描述 的装置的具体工作过程, 可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此 不再赘 述。 在本申请所提供的几个实施例中, 应该理解到, 所揭露的装置和方法, 可 以通过其它的方式实现。 例如, 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的, 例 如, 上述单元的划分, 仅仅为一种逻辑功能划分, 实际实现时可以有另外的划 分方式, 例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到 另一个系统, 或一些特 征可以忽略, 或不执行。 另一点, 所显示或讨论的相互之间的耦合或直接輛合 或通信连接可以是通过一些端口, 装置或单元的间接耦合或通信连接, 可以是 电性或其它的形式。上述作为分离部件说明的 单元可以是或者也可以不是物理 上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也 可以不是物理单元, 即可以位于 一个地方, 或者也可以分布到多个网络单元上。可以才艮 据实际的需要选择其中 的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目 的。 另外,在本发明各个实施例 中的各功能单元可以集成在一个处理单元中, 也可以是各个单元单独物理存 在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单 元中。上述集成的单元既可以釆 用硬件的形式实现,也可以釆用软件功能单元 的形式实现。上述集成的单元如 果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产 品销售或使用时,可以存储在一 个计算机可读取存储介质中。

以上上述, 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案, 而非对其限制; 尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明 ,本领域的普通技术人员应当理 解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案 进行修改, 或者对其中部分 技术特征进行等同替换; 而这些修改或者替换, 并不使相应技术方案的本质脱 离本发明各实施例技术方案的精神和范围。