变频器工作环境设计方案

变频器工作环境设计方案
变频器工作环境设计方案

变频器工作环境设计

在变频器实际应用中,由于国内客户除少数有专用机房外,大多为了降低成本,将变频器直接安装于工业现场。工作现场一般是灰尘大、温度高,在南方还有湿度大的问题。对于线缆行业还有金属粉尘,在陶瓷、印染等行业还有腐蚀性气体和粉尘,在煤矿等场合,还有防爆的要求等等。因此必须根据现场情况做出相应的对策。

1、变频器的安装设计基本要求

(1)变频器应该安装在控制柜内部。

(2)变频器最好安装在控制柜内的中部;变频器要垂直安装,正上方和正下方要避免安装可能阻挡排风、进风的大元件。

(3)变频器上、下部边缘距离控制柜顶部、底部、或者隔板、或者

必须安装的大元件等的最小间距,应该大于300mm

柜内安装变频器的基本要求

(4)如果特殊用户在使用中需要取掉键盘,则变频器面板的键盘

孔,一定要用胶带严格密封或者采用假面板替换,防止粉尘大量进入变频器内部。

(5)对变频器要进行定期维护,及时清理内部的粉尘等。

(6)其它的基本安装、使用要求必须遵守用户手册上的有关说明如有疑问请及时联系相应厂家技术支持人员

2、防尘控制柜的设计要求

在多粉尘场所,特别是多金属粉尘、絮状物的场所使用变频器时,采取正确、合理的防护措施是十分必要的,防尘措施得当对保证变频器正常工作非常重要。总体要求控制柜整体应该密封,应该通过专门设计的进风口、出风口进行通风;控制柜顶部应该有防护网和防护顶盖出风口;控制柜底部应该有底板和进风口、进线孔,并且安装防尘网。

(1)控制柜的风道要设计合理,排风通畅,避免在柜内形成涡流,在固定的位置形成灰尘堆积。

(2)控制柜顶部出风口上面要安装防护顶盖,防止杂物直接落入;防护顶盖高度要合理,不影响排风。防护顶盖的侧面出风口要安装防护网,防止絮状杂物直接落入。

(3)如果采用控制柜顶部侧面排风方式,出风口必须安装防护网。

(4)一定要确保控制柜顶部的轴流风机旋转方向正确,向外抽风。如果风机安装在控制柜顶部的外部,必须确保防护顶盖与风机之间有足够的高度;如果风机安装在控制柜顶部的内部,安装所需螺钉必须采用止逆弹件,防止风机脱落造成柜内元件和设备的损坏。建议在风机和柜体之间加装塑料或者橡胶减振垫圈,可以大大减小风机震动造成的噪音。

(5)控制柜的前、后门和其他接缝处,要采用密封垫片或者密封胶进行一定的密封处理,防止粉尘进入。

(6)控制柜底部、侧板的所有进风口、进线孔,一定要安装防尘网阻隔絮状杂物进入。防尘网应该设计为可拆卸式,以方便清理、维护。防尘网的网格要小,能够有效阻挡细小絮状物(与一般家用防蚊蝇纱窗

的网格相仿);或者根据具体情况确定合适的网格尺寸。防尘网四周与控制柜的结合处要处理严密。(7)对控制柜一定要进行定期维护,及时清理内部、外部的粉尘、絮毛等杂物。维护周期可根据具体情况而定,但应该小于2?3个月;对于粉尘严重的场所,建议维护周期在 1个月左右。

防尘控制柜的安装要求

3、防潮湿霉变的控制柜的设计要求

多数变频器厂家内部的印制板、金属结构件均未进行防潮湿霉变的特殊处理,如果变频器长期处于这种状态,金属结构件容易产生锈蚀,对于导电铜排在高温运行情况下,更加剧了锈蚀的过程。对于微机控制板和驱动电源板上的细小铜质导线,由于锈蚀将造成损坏,因此,对于应用于潮湿和和含有腐蚀性气体的场合,必须对于使用变频器的内部设计有基本要求,例如印刷电路板必须采用三防漆喷涂处理,对于结构件必须采用镀镍铬等处理工艺。除此之外,还需要采取其它积极、有效、合理的防潮湿、防腐蚀气体的措施。

变频器工作原理图解

变频器工作原理图解 1 变频器的工作原理 变频器分为 1 交---交型输入是交流,输出也是交流 将工频交流电直接转换成频率、电压均可控制的交流,又称直接式变频器 2 交—直---交型输入是交流,变成直流再变成交流输出 将工频交流电通过整流变成直流电,然后再把直流电变成频率、电压、均可控的交流电 又称为间接变频器。 多数情况都是交直交型的变频器。 2 变频器的组成 由主电路和控制电路组成 主电路由整流器中间直流环节逆变器组成 先看主电路原理图

三相工频交流电经过VD1 ~ VD6 整流后,正极送入到缓冲电阻RL中,RL的作用是防止电流忽然变大。经过一段时间电流趋于稳定后,晶闸管或继电器的触点会导通 短路掉缓冲电阻RL ,这时的直流电压加在了滤波电容CF1、CF2 上,这两个电容可以把脉动的直流电波形变得平滑一些。由于一个电容的耐压有限,所以把两个电容串起来用。 耐压就提高了一倍。又因为两个电容的容量不一样的话,分压会不同,所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2 ,这样,CF1 和CF2 上的电压就一样了。 继续往下看,HL 是主电路的电源指示灯,串联了一个限流电阻接在了正负电压之间,这样三相电源一加进来,HL就会发光,指示电源送入。 接着,直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间,VB的导通由控制电路控制,VB上还串联了变频器的制动电阻RB,组成了变频器制动回路。我们知道, 由于电极的绕组是感性负载,在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势,这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12使直流母线上的电压升高,这个电压 高到一定程度会击穿逆变管V1~V6 和整流管VD1~VD6。当有反向电压产生时,控制回路控制VB导通,电压就会通过VB在电阻RB释放掉。当电机较大时,还可并联外接电阻。 一般情况下“+”端和P1端是由一个短路片短接上的,如果断开,这里可以接外加的支流电抗器,直流电抗器的作用是改善电路的功率因数。 直流母线电压加到V1~V6 六个逆变管上,这六个大功率晶体管叫IGBT ,基极由控制电路控制。控制电路控制某三个管子的导通给电机绕组内提供电流,产生磁场使电机运转。 例如:某一时刻,V1 V2 V6 受基极控制导通,电流经U相流入电机绕组,经V W 相流入负极。下一时刻同理,只要不断的切换,就把直流电变成了交流电,供电机运转。 为了保护IGBT,在每一个IGBT上都并联了一个续流二极管,还有一些阻容吸收回路。主要的功能是保护IGBT,有了续流二极管的回路,反向电压会从该回路加到直流母线 上,通过放电电阻释放掉。 变频器主电路引出端子

第2章-ABB-ACS800变频器的硬件组成

第2章 ABB ACS800硬件组成 ABB用R2,R3…直到R8来标记不同的外形规格、技术数据和尺寸图,外形规格不标在传动单元的型号标签上。传动单元的外形规格请参见选型手册技术数据章节的等级表一栏。 ACS800-01 ACS800-04 R2~R6 R7~R8 变频器由以下基本单元组成 1 整流单元

● 2 储能单元 ● 3 逆变单元 ● 4 制动单元 ● 5 控制单元 一整流单元 整流器与供电电网相连,将三相交流电整流为直流电,为中间直流环节提供能量。能量既能从电网流向直流环节,又能从直流环节流向电网。 ? 1 二极管整流 ? 2 二极管+晶闸管整流 ? 3 晶闸管反向并联整流 ? 4 IGBT整流

二储能单元 ? 1 电容储能 ? 2 电感储能 三逆变单元 ?IGBT 四控制单元

RDCU-02C或RDCU-12C RMIO-01C或RMIO-11C RMIO-02C或RMIO-12C 1功率板 AINP+AINT+APOW+AGDR-------R7,R8 + + AINP-01C AINT-02C APOW-01C + = RINT

AGDR-71C 2电路板连接图 主电路:完成对电机提供驱动功率的变换过程 电路板: 控制电路完成计算,通讯,数据采集和电机控制等功能。 3 诊断和控制盘接口板(ADPI) 板上有控制盘的连接座,红色指示灯和绿色指示灯,每个模块可以并联两块这样的电路板(用于平板式安装和书架式安装),控制盘即插即用,两个控制盘不能同时工作。

4 电机控制和I/O 板(RMIO-02C或RMIO-12C) 5 ACS800-04主电路板(AINT) 它的功能包括:

变频器设计方法

变频器设计方法 一、变频调速系统设计的一般 性方法 (一)变频调速系统设计的内 容和步骤 变频调速系统设计的主要内容 和步骤如下: (1)控制系统总体方案设计, 明确系统的总体要求及技术条件。包括系统的基本功能、控制方案选 择以及性能指标(响应时间、稳态 精度、通信接口)等; (2)设计主电路拓扑结构,选 定逆变器件类型; (3)确定控制策略和控制方式; (4)选择主控制芯片; (5)选择各物理量的传感器和检测电路; (6)系统硬件设计,包括主电路模块、驱动与保护电路,与CPU 相关的电路、外围设备、接口电路、逻辑电路及键盘显示模块; (7)系统软件设计,包括应用程序的设计、管理以及监控程序的设计; 图4-25 变频调速系统的研发过程

(8)在各单元软硬件调试合格的基础上,进入系统实验与统调阶段。 变频调速系统的研制开发过程如图4-25所示。 (二)变频调速系统总体方案的确定 确定变频调速系统总体方案是设计系统的第一步。总体方案直接影响整个控制系统的投资、性能品质及实施难度。确定控制系统的总体方案必须根据实际应用的要求,结合具体被控对象而定。但在总体设计中还是有一定的共性,大体上可以从以下几个方面考虑。 1.选择主电路拓扑结构根据系统容量的大小以及实际要求选择合理的变频调速系统主电路拓扑结构。20世纪80年代以来,以GTO、BJT、MOSFET为代表的自关断器件得到长足的发展,尤其是以IGBT为代表的双极型复合器件的惊人发展,使得电力电子器件正沿着大容量、高频率、易驱动、低损耗、智能模块化的方向迈进。伴随着电力电子器件的飞速发展,逆变器主电路的结构也日趋多样化。 (1)普通三相变频器通常也称为二电平变频器,即第二章中所讲的交-直-交型变频器,这种拓扑结构比较简单,为了获得大功率可采用器件的串并联来实现。 (2)交-交变频电路普通二电平逆变器直流侧电压通常由交流电整流获得,因为存在直流环节,所以逆变器效率不高,主电路相对复杂。而交-交直接变频电路省去中间直流环节一次功率

xxx硬件详细设计方案-模板

xxx硬件详细设计方案 2010年11月26日

目录 xxx硬件详细设计方案 (1) 1 产品概述 (3) 2需求描述(来自于需求规格书) (3) 2.1功能描述 (3) 2.2性能描述 (3) 2.3 其它需求描述 (3) 3硬件总体框图和各功能单元说明 (3) 3.1硬件总体框图 (3) 3.2功能单元1 (3) 3.3功能单元2 (3) 3.4功能单元3 (3) 3.5其它 (4) 3.5.1 其它 (4) 4硬件外部接口描述 (4) 4.1硬件主要外部接口 (4) 4.2外部接口1 (4) 4.3外部接口2 (4) 5硬件的软件需求 (4) 5.1系统软件 (4) 5.2配置软件 (4) 5.3应用软件 (5) 6硬件的产品化 (5) 6.1可靠性设计 (5) 6.2电源 (5) 6.3电磁兼容设计与安规设计 (5) 6.4环境适应性与防护设计 (5) 6.5工艺路线设计 (5) 6.6结构设计 (5) 6.7热设计 (5) 6.8监控设计 (6) 6.9可测试性与可维护性设计 (6) 7硬件成本分析 (6) 8硬件开发环境 (6) 9其它 (6)

1产品概述 2需求描述(来自于需求规格书) 2.1功能描述 2.2性能描述 2.3 其它需求描述 3硬件总体框图和各功能单元说明3.1硬件总体框图 3.2功能单元1 3.3功能单元2 3.4功能单元3

3.5其它 3.5.1其它 4硬件外部接口描述4.1硬件主要外部接口 4.2外部接口1 4.3外部接口2 5硬件的软件需求5.1系统软件 5.2配置软件

5.3应用软件 6硬件的产品化 6.1可靠性设计 6.2电源 6.3电磁兼容设计与安规设计6.4环境适应性与防护设计6.5工艺路线设计 6.6结构设计 6.7热设计

通用变频器的设计

摘要 使异步电动机实现性能好的调速一直是人们的理想,过去如变极调速、绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速均属于有级调速;而调压调速虽能平滑调速,但调速范围不大,耗能多,仅限于小功率,无法和直流调速系统相比。随着新技术、新理论的不断发展,变频调速技术应运而生,其控制方式完全可以和直流调速系统相媲美。因此变频器的应用日益广泛,变频器性能的优劣直接影响着电机的运行特性,所以如何提高变频器的优化控制成为变频技术的关键。在变频调速中关键的一项就是控制端SPWM波的产生,它不仅要求电压和频率变化呈线性关系,而且要求输出波形尽可能接近于正弦波,特别是对于一些性能指标要求较高的全控型开关器件如IGBT等,其开关频率很高,因此就要求SPWM波发生器要达到一定的开关频率,基波频率也要求相对较高。为了解决这个问题,可以利用SLE4520这块集成芯片,来生成满足要求的SPWM波。本设计就是利用AT89C51单片机作为控制主机,与三相PWM集成芯片SLE4520配合工作,设置一种SPWM波生成的算法,通过单片机的定时模块产生脉冲,并将其送入SLE4520中,最后将SPWM脉冲送至逆变桥臂上下的IGBT中来控制逆变电路。本设计的优势在于可以通过键盘/显示来进行变频器的智能控制。在不同的工作状态下,可以显示不同的数据,再配合上各种故障保护电路,可以使得变频器安全的工作。 关键词:SLE4520 单片机 SPWM脉冲

ABSTRACT To achieve good performance asynchronous motor speed is ideal, such as speed regulating pole change motor rotor asynchronous and winding speed rotor circuit resistance of all belong to have stepless speed regulation, And although speed regulating speed can be smooth, but not more than energy-consuming, speed limits, only small power, compared with dc speed control system. With the new technology, the new theory of frequency conversion technology unceasing development, the control mode, and can completely Dc speed control system. But in the frequency conversion control is one of the key is the wave of SPWM not only requires the voltage and frequency variation, and the requirements of a linear relationship between output waveform in sine as close as possible, especially for some performance index to demand higher all-controlling switching device IGBT etc, such as the high frequency switching, so requires SPWM wave generator to reach a certain switching frequency wave frequency also require relatively high. In order to solve this problem, you can use SLE4520 this integration chip, to meet the requirements of SPWM wave generated.This design is to use AT89C51 as host, and three-phase PWM control SLE4520 integrated chips, setting an SPWM wave generated by MCU timing algorithms, and will produce pulses module to SLE4520, finally will SPWM inverter pulse to bridge the arm upper-and-lower IGBT inverter circuits to control. The design of the keyboard/strengths can display for converter intelligent control. In different working conditions, can show the different data, combined with the various fault protection circuit, can make the job security. Keywords:SCM(Single Chip Microcomputer)SLE4520 SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)

FTU硬件详细设计说明书

FTU硬件详细设计说明书 产品线:配电终端 产品类别: 产品型号: 产品版本: 文件状态文档版本 作者 完成日期 编制部门硬件开发部

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1.引言 (4) 1.1.前言 (4) 1.2.文档术语 (4) 1.3.参考文档 (4) 2.开发环境 (4) 3.硬件详细设计 (5) 3.1.系统架构 (5) 3.2.主板 (5) 3.2.1.主板硬件框图 (6) 3.2.2.模块1:CPU核心板 (6) 3.2.3.模块2:时钟模块 (18) 3.2.4.模块3:无线通讯 (19) 3.2.5.模块6 以太网接口 (24) 3.2.6.RS232/RS485电路 (26) 3.2.7.SD卡模块电路 (27) 3.2.8.直流量采集模块 (28) https://www.360docs.net/doc/4e10478580.html,B HOST接口 (30) 3.3.遥控遥信板 (31) 3.3.1.硬件框图 (31) 3.3.2.遥信电路模块 (31) 3.3.3.遥控电路模块 (33) 3.4.遥测板 (34) 3.4.1.遥测板框图 (34) 3.4.2.遥测电路模块 (34) 3.4.3.电源模块 (38) 3.4.4. (40) 3.4.5.元器件总成本: (40) 3.5.硬件测试方法 (40) 4.FPGA逻辑设计 (41) 4.1.子板逻辑 (41) 4.1.1.架构概述 (41) 4.2.主板逻辑 (44) 5.结构工艺设计 (44) 5.1.外观设计................................................................................. 错误!未定义书签。 5.1.1.外形结构......................................................................... 错误!未定义书签。 5.1.2.铭牌................................................................................. 错误!未定义书签。 5.1.3.终端内部结构................................................................. 错误!未定义书签。 5.2.组屏方案................................................................................. 错误!未定义书签。 5.3.其他......................................................................................... 错误!未定义书签。 5.4 (44)

变频器工作原理

1 变频器的工作原理 我们知道,交流电动机的同步转速表达式位: n=60 f(1-s)/p (1) 式中n———异步电动机的转速; f———异步电动机的频率; s———电动机转差率; p———电动机极对数。 由式(1)可知,转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的转速,当频率f在0~50Hz的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 2变频器控制方式 低压通用变频输出电压为380~650V,输出功率为0.75~400kW,工作频率为0~400Hz,它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。 2.1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式 其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。 2.2电压空间矢量(SVPWM)控制方式 它是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进,即引入频率补偿,能消除速度控制的误差;通过反馈估算磁链幅值,消除低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流闭环,以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多,且没有引入转矩的调节,所以系统性能没有得到根本改善。 2.3矢量控制(VC)方式 矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中,由于转子磁链难以准确观测,系统特性受电动机参数的影响较大,且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂,使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。

变频器硬件设计方案

一.设计思路 通用型变频器的硬件电路主要由3部分组成:整流电路、开关电源电路以及逆变电路。整流电路将工频交流电整流为直流,并经大电容滤波供给逆变单元;开关电源电路为IPM和计算机控制电路供电;逆变电路是由PM50RSAl20组成。二.控制回路 1.整流电路 整流电路中,输人为380V工频交流电。YRl~YR3为压敏电阻,用于吸收交流侧的浪涌电压,以免造成变频器损坏。输人电源经二极管整流桥6R130G-160整流为直流,并经电的作用。发光二极管用于指示变频器的工作状态。Rl是启动过程中的限流电阻,由El~E4大电容滤波后成为稳定的直流电压,再经电感和电容滤波后作为逆变单元和开关电源单元的电源。R2和R3是为了消除电容的离散性而设置的均压电阻,同时还起到放于E1~E4容量较大,上电瞬间相当于短路,电流很大,尺l可以限制该电流大小,电路正常状态后由继电器RLYl将该电阻短路以免增加损耗。继电器的控制信号SHORT来自于计算机,上电后延时一定时间计算机发出该信号将电阻切除。R1应选择大功率电阻,本电路中选择的是20W的水泥电阻,而且为了散热该电阻安装时应悬空。电路中的+5V、+12V和±15V电压是由开关电源提供的电压。LVl是电压传感器,用于采集整流电压值,供检测和确定控制算法用。UDCM是电压传感器的输出信号。通过外接插排连接至外接计算机控制电路。 2.开关电路 输出电压进行变换,为IPM模块和外接的计算机控制电路提供电源,提供的 电压为±该电路主要由PWM控制器TL3842P、MOSFETK1317和开关变压器组成, 其功能是对整流电路的流15V、+1直2V、+5v。

硬件方案设计

硬件方案设计 硬件是计算机硬件的简称,下面是小编整理的硬件方案设计,欢迎阅读参考! 平台的选择很多时候和系统选择的算法是相关的,所以如果要提高架构,平台的设计能力,得不断提高自身的算法设计,复杂度评估能力,带宽分析能力。 常用的主处理器芯片有:单片机,ASIC,RISC(DEC Alpha、ARC、ARM、MIPS、PowerPC、SPARC和SuperH ),DSP和FPGA 等,这些处理器的比较在网上有很多的文章,在这里不老生常谈了,这里只提1个典型的主处理器选型案例。 比如市场上现在有很多高清网络摄像机的设计需求,而IPNC的解决方案也层出不穷,TI的解决方案有DM355、DM365、DM368等,海思提供的方案则有Hi3512、Hi3515、Hi3520等,NXP提供的方案有PNX1700、PNX1005等。 对于HD-IPNC的主处理芯片,有几个主要的技术指标:视频分辨率,视频编码器算法,最高支持的图像抓拍分辨率,CMOS的图像预处理能力,以及网络协议栈的开发平台。 Hi3512单芯片实现720P30 编解码能力,满足高清IP Camera应用, Hi3515可实现1080P30的编解码能力,持续提升高清IP Camera的性能。

DM355单芯片实现720P30 MPEG4编解码能力,DM365单芯片实现720P30 编解码能力, DM368单芯片实现1080P30 编解码能力。 DM355是XX Q3推出的,DM365是XX Q1推出的,DM368是xx Q2推出的。海思的同档次解决方案也基本上与之同时出现。 海思和TI的解决方案都是基于linux,对于网络协议栈的开发而言,开源社区的资源是没有区别的,区别的只在于芯片供应商提供的SDK开发包,两家公司的SDK离产品都有一定的距离,但是linux的网络开发并不是一个技术难点,所以并不影响产品的推广。 作为IPNC的解决方案,在720P时代,海思的解决方案相对于TI的解决方案,其优势是支持了编解码算法,而TI 只支持了MPEG4的编解码算法。虽然在XX年初,MPEG4的劣势在市场上已经开始体现出来,但在当时这似乎并不影响DM355的推广。 对于最高支持的图像抓拍分辨率,海思的解决方案可以支持支持JPEG抓拍3M Pixels@5fps,DM355最高可以支持5M Pixels,虽然当时没有成功的开发成5M Pixel的抓拍,但是至少4M Pixel的抓拍是实现了的,而且有几个朋友已经实现了2560x1920这个接近5M Pixel的抓拍,所以在这

1通用变频器的硬件电路设计

1通用变频器的硬件电路设计 1.1通用变频器的总体设计 本设计的系统以TI公司的TMS320LF2407A为控制核心,由主电路、系统保护电路和控制电路组成,其总体设计图如图3.1所示。 图1.1 基于DSP的通用变频调速系统总体设计图 其中主电路部分由整流电路、滤波电路、逆变电路(IPM)和IPM驱动电路与吸收电路组成。其工作原理是把单相交流电压通过不可控整流模块变为直流电压,整流后的脉动电压再经过大电容C1,C2平滑后成为稳定的直流电压。IPM逆变电路对该直流电压进行斩波,形成电压和频率均可调的三相交流电,提供给电机。

系统保护电路包括过压、欠压保护、限流启动、IPM故障保护与泵升控制等。过压、欠压保护是利用电阻分压采集母线电压,与规定值相比较;限流启动是由于开启主回路时,大电容充电瞬间引起的电流过大,这样可能会损坏整流桥,因此在主回路上串联限流电阻R1,当电容电压达到规定值时,启动继电器把R1短路,主回路进入正常工作状态;IPM故障保护是IPM内部集成的各种保护功能,包括过电流保护功能、短路保护功能、控制电源欠电压保护和管壳及管芯温度过热保护。把上述各种故障信号进行综合处理后形成总的故障信号送入DSP(TMS320LF2407A)的PDPINTA故障中断入口,进而封锁DSP的PWM波输出。 控制电路包括DSP最小系统电路、频率输入电路、光耦隔离电路等。最小系统由DSP本身和外扩的数据SRAM、程序SRAM、复位电路、晶振、译码电路、电源转换电路和仿真接口JTAG电路组成,仿真接口JTAG电路是为了实现在线仿真,同时在调试过程装载数据代码和程序代码;频率输入电路可以设置系统要输出的SPWM波的频率;光耦隔离电路是为了把DSP输出的弱电信号和主电路的强电信号进行可靠隔离。 1.2主电路的设计

伺服驱动器硬件设计方案

伺服驱动器硬件设计方案 伺服驱动器的硬件研发主要包括控制板和电源板的设计,控制板承担与上位机进行交互和实时生成精准的PWM信号。电源板的作用根据PWM信号,利用调制的原理产生特定频率,特定相位和特定幅值的三相电流以驱动电机以达到最优控制。 一控制板研发 1)控制板的架构主要的任务就是核心器件的选择。 安川、西门子等国际知名的公司都是采样ASIC的方式的芯片,这样就可以按照自己 的设计需要来制造专用于伺服控制的芯片,由于采样ASIC方式,所以芯片的运行速 度非常快,那么就比较容易实现电流环的快速响应,并且可以并行工作,那么也很 容易实现多轴的一体化设计。采样ASIC的方式有很多的好处,比如加密等。但是采 样ASIC的风险和前期的投入也是非常的巨大的,并且还要受该国的芯片设计和制造 工艺的限制。 根据我国的实际的国情和国际的因素等多种原因,核心芯片比较适宜采样通用的 DSP,ARM等处理器,比如Ti的C2000飞思卡尔的K60,英飞凌的XE164等。研究 台达的伺服驱动器发现其架构是采用Ti的DSP 2812+CPLD,这和我们公司GSK的方 案基本一样。我们也是采用DSP2812加CPLD(EPM570T144)来实现核心的控制功能。 2)核心器件的控制功能的分工。 DSP实现位置环、速度环、电流环的控制以及利用事件管理器PWM接口实现产生特 定的PWM信号。可以利用其灵活的编程特性快速的运算能力实现特定的控制算法等,还可以利用其自身的A/D完成对电机电流的转换,但是DSP自身的A/D精度普遍较 低,并且还受基准电压电源的纹波PCB的LAYOUT模数混合电路的处理技巧影响, 所以高档的伺服几乎都采用了外部A/D来完成电流采样的处理。比如路斯特安川等。 也有一些高档的伺服使用一些特殊的电流传感器,该传感器的输出已经是数字信 号,这样就可以节省了外部A/D芯片和增强抗干扰能力。如西门子的变频器采用 ACPL7860,发那克用于机器人的六驱一体的伺服也是采用了ACPL7860,西门子的伺 服S120采用了Ti的芯片AMC1203。 CPLD的作用是用来协助DSP以减少其自身的开销,比如完成速度的计算,位置的 计算,控制外部A/D对电机电流进行转换,因此当实现位置环速度环电流环所需要 的位置数据,速度数据,电流数据,那么DSP就可以直接从CPLD/FPGA处读取,不 需要耗费DSP的宝贵时间来计算这些数据。如果是增量式编码器采用M/T法测速效 果是最好的,但M/T法对DSP处理器的资源开销很大, 而CPLD/FPGA可以非常方便 使用M/T法进行测速。如果是绝对式编码器也可以非常方便采用CPLD/FPGA来解 析通信协议,并实现测速。一些高档的伺服也采用了CPLD/FPGA实现总线和以太网 功能。

硬件设计文档规范 -硬件模板

SUCHNESS 硬件设计文档 型号:GRC60定位终端 编号: 机密级别:绝密机密内部文件 部门:硬件组 拟制:XXXX年 XX月 XX日 审核:年月日 标准化:年月日 批准:年月日

文档修订历史记录

目录 1系统概述 (3) 2系统硬件设计 (3) 2.1硬件需求说明书 (3) 2.2硬件总体设计报告 (3) 2.3单板总体设计方案 (3) 2.4单板硬件详细设计 (3) 2.5单板硬件过程调试文档 (3) 2.6单板硬件测试文档 (4) 3系统软件设计 (4) 3.1单板软件详细设计 (4) 3.2单板软件过程调试报告 (4) 3.3单板系统联调报告 (4) 3.4单板软件归档详细文档 (4) 4硬件设计文档输出 (4) 4.1硬件总体方案归档详细文档 (4) 4.2硬件信息库 (5) 5需要解决的问题 (5) 6采购成本清单 (5)

1系统概述 2系统硬件设计 2.1、硬件说明书 硬件需求说明书是描写硬件开发目标,基本功能、基本配置,主要性能指标、运行环境,约束条件以及开发经费和进度等要求,它的要求依据是产品规格说明书和系统需求说明书。它是硬件总体设计和制订硬件开发计划的依据,具体编写的内容有:系统工程组网及使用说明、硬件整体系统的基本功能和主要性能指标、硬件分系统的基本功能和主要性能指标以及功能模块的划分等 2.2、硬件总体设计报告 硬件总体设计报告是根据需求说明书的要求进行总体设计后出的报告,它是硬件详细设计的依据。编写硬件总体设计报告应包含以下内容:系统总体结构及功能划分,系统逻辑框图、组成系统各功能模块的逻辑框图,电路结构图及单板组成,单板逻辑框图和电路结构图,以及可靠性、安全性、电磁兼容性讨论和硬件测试方案等 2.3、单板总体设计方案 在单板的总体设计方案确定后出此文档,单板总体设计方案应包含单板版本号,单板在整机中的位置、开发目的及主要功能,单板功能描述、单板逻辑框图及各功能模块说明,单板软件功能描述及功能模块划分、接口简单定义与相关板的关系,主要性能指标、功耗和采用标准 2.4、单板硬件详细设计 在单板硬件进入到详细设计阶段,应提交单板硬件详细设计报告。在单板硬件详细设计中应着重体现:单板逻辑框图及各功能模块详细说明,各功能模块实现方式、地址分配、控制方式、接口方式、存贮器空间、中断方式、接口管脚信号详细定义、时序说明、性能指标、指示灯说明、外接线定义、可编程器件图、功能模块说明、原理图、详细物料清单以及单板测试、调试计划。有时候一块单板的硬件和软件分别由两个开发人员开发,因此这时候单板硬件详细设计便为软件设计者提供了一个详细的指导,因此单板硬件详细设计报告至关重要。尤其是地址分配、控制方式、接口方式、中断方式是编制单板软件的

变频器定义及工作原理概述

变频器定义及工作原理概述 变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说,有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。 变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代以后,电力电子器件经历了SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS 控制晶闸管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)的发展过程,器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世纪80年代后半期开始,美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。 变频器的分类方法有多种,按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器;按照开关方式分类,可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器;按照工作原理分类,可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等;按照用途分类,可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 VVVF:改变电压、改变频率 CVCF:恒电压、恒频率。各国使用的交流供电电源,无论是用于家庭还是用于工厂,其电压和频率均为400V/50Hz或200V/60Hz(50Hz),等等。通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)。 用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。 变频器的工作原理 我们知道,交流电动机的同步转速表达式位: n=60 f(1-s)/p (1) 式中 n———异步电动机的转速; f———异步电动机的频率; s———电动机转差率; p———电动机极对数。 由式(1)可知,转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的转速,当频率f在0~50Hz的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 变频器控制方式 低压通用变频输出电压为380~650V,输出功率为0.75~400kW,工作频率为0~400Hz,它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。 1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式 其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性

电机变频调速系统硬件设计..

第三章 系统的硬件设计及其实现 3.1系统硬件结构总体设计 硬件部分包括主电路、保护电路、驱动电路、控制电路。 本文所涉及到的主电路的参数是三相完全对称的,其中整流部分采用二极管不可控整流,逆变部分采用的功率器件是IGBT 。系统结构框图如图3- 1所示。380V 三相交流电输入到整流器主电路,调节交流输入变压器使输出直流电压稳定在540V 左右。DSP 的主要任务是输出SVPWM 触发脉冲对逆变器的输出进行控制。在实际的系统组成中,分为强电部分和弱电部分。强电部分和弱电部分相互隔离分开能够减少强电部分对弱电部分的影响,这点对于DSP 的正常运行,变频器的正常工作有很重要的影响。 图3-1系统硬件结构总框图 主电路:采用交一直一交电压型变频装置。它主要由整流电路、滤波电路、逆变器三部分组成。整流电路是利用二极管三相桥式不可控整流模块将三相工频交流电整流成直流电;滤波电路采用电容滤波,将整流输出的脉动电压转化为平直的直流电压Vdc;逆变器是由IGBT 构成的三相全桥式逆变器。 3.2主电路工作原理 在交流变频调速系统中,主回路作为直接执行机构,其可靠性及稳定性直接影响整个系统的运转。主电路一般是由整流电路、中间滤波电路和逆变器三部分组成。本课题选用的是电压型交一直一交变频装置。它包括不可控整流器、大电容滤波、三相桥式逆变器、采样电路、保护电路以及能耗制动电路,其电路原理整流器 TMS320F2812 DSP 直流 母线 逆变器 开关电源 CT1 CT2 M 光耦隔离 驱动电路 过流保护 滤波电路 光电 编码器 上位机 键盘 A B C 六路PWM 信号

图如图3-2 图3-2系统硬件主电路图 主电路主要包括整流器和逆变器,需要用到整流桥、滤波电容器组、限流电阻和开关、电源指示器、整流二极管等器件。 三相交流电源经三相整流桥全波整流成直流电,如电源的线电压为,则三相全波整流后平均直流电压的大小是=1.35UL ,我国三相电源的线电压为380V ,考虑滤波电容的因素,全波整流后的电压是=1.414UL ,故直流电压大约为540V 。滤波电容的功能主要有两点:一是滤平全波整流后的电压纹波;二是当负载变化时,使直流电压保持平稳。由于受到电解电容的电容量和耐压能力的限制,滤波电路通常由若干个电容器并联成一组,又由两个电容器组串联而成,由于电解电容器的电容量有较大的离散性,故电容器组和的电容量不能完全相等,这将使它们承受的电压不相等,为了使它们承受的电压相等,在和二旁各并联一个阻值相等的均压电阻和。 限流电阻和开关,当变频器合上电源的瞬间,滤波电容器的充电电流是很大的。过大的冲击电流可能使三相整流桥的二极管损坏,同时也使电源电压瞬间下降而受到“污染”。为了减少冲击电流,在变频器刚接通电源后的一段时间里,电路内串入限流电阻,其作用是将电容器的充电电流限制在允许范围之内。当充电到一定程度时,令开关接通,将电阻短路掉。电源指示, 除了表示电源是否接通以外,还有一个十分重要的功能,即在变频器切断电源后,指示滤波电容器上的电荷是否己经释放完毕。由于的容量较大,而切断电源又必须在逆变电路停止工作的状态下进行,所以没有快速放电的回路,其放电时间长达数分钟。又由于上的电压较高,如不放完.对人身安个将构成威胁。 3.2.1整流二极管及IGBT 的选择 (1)整流二极管的选择 a.确定电压额定值整流二极管的耐压按式((6-1)确定。根据电网电压,考虑A B C M 整流桥

单板硬件详细设计报告模板

****产品详细设计报告 目录 1概述 6 1.1 背景 6 1.2 产品功能描述 6 1.3 产品运行环境说明 6 1.4 重要性能指标 6 1.5 产品功耗 6 1.6 必要的预备知识(可选) 6 2 产品各单元详细说明 6 2.1 产品功能单元划分和功能描述 6 2.2 单元详细描述 7 2.2.1 单元1 7

2.2.2 单元2 7 2.2.3 单元N (8) 2.3 产品各单元间配合描述 8 2.3.1 总线设计 8 2.3.2 时钟设计 8 2.3.3 产品上电、休眠、复位设计 8 2.3.4 各单元间的时序关系 9 2.3.5 产品整体可测试性设计 9 2.3.6 软件加载方式说明 9 3 产品电源设计说明 9 3.1 产品供电原理框图 9 3.2 产品电源各功能模块详细设计 9 4 产品接口说明 10 4.1 产品单元内部接口 10 4.2 对外接口说明 10 4.3 软件接口 10 4.4 调测接口 11

5 产品可靠性、可维护性设计说明 11 5.1 产品可靠性设计 11 5.1.1 关键器件及相关信息 11 5.1.2 关键器件可靠性设计说明 11 5.1.3 关键信号时序要求 12 5.1.4 信号串扰、毛刺、过冲及保障措施: 12 5.1.5 其他重要信号及相关处理方案 12 5.1.6 机械应力 12 5.1.7 可加工性 12 5.1.8 电应力 12 5.1.9 环境应力 12 5.1.10 温度应力 13 5.2 产品可维护性设计说明 13 6 EMC、ESD、防护及安规设计说明 13 6.1 产品电源、地的分配图 13 6.2 关键器件和关键信号的EMC设计 13 6.3 防护设计 13

变频器安装方案说明

温州市综合材料生态处置中心 焚烧、固化及附属设施设备安装及调试项目变频器施工方案 编制: 审核: 批准:

上海灿州环境工程有限公司、中易建设有限公司(联合体) 二0一五年10月 目录 1、适用范围 2、施工准备 3、安装操作流程 4、安装人员 5、风险分析及预防措施

说明:因变频器是柜体式(配电柜)安装,所以先安装柜体根据成套配电柜及动力开关柜安装施工工艺标准 (HFWX.QB/1-6-009-2004)施工。 1.适用范围: 温州市综合材料生态处置中心焚烧及附属设施设备安装及调试工程电气安装成套配电柜,动力开关柜安装及二次回路接线。 2、施工准备 2.1设备及材料要求 2.1.1设备及材料均要符合国家或部颁发现行行 业技术标准,符合设计要求并有出厂合格证。设备应有铭牌并注明厂家名称,附件备件齐全。 2.1.2安装使用的材料 2.1.2.1型钢应无明显锈蚀,并有材质证明,二次接线导线应有 “长城”标志合格证。 2.1.2.2镀锌螺丝、螺母垫圈、弹簧垫。 2.1.2.3其他材料:防锈漆,尼龙卡贷,绝缘胶垫,电焊条,氧

气,乙炔气,均符合质量要求。 2.2主要机具 2.2.1吊装搬运机具,电瓶车,倒链,麻绳索具等。 2.2.2安装工具:台钻,手电钻,电锤,砂轮,电焊机,气焊工具电工刀,锉刀,套筒扳手等。 2.2.3测试检验工具:水准仪,兆欧表,万用表,水平尺,测试笔,钢直尺,钢圈尺,线锤等。 2.3施工材料准备工期:半天 3、安装操作流程 3.1安装流程 设备开箱检查——设备搬运——基础槽钢制作安装——原接触器开关柜体的拆除搬运——调频器柜体安装及开关柜体安装——调频器的安装——控制调频器接触器、开关的安装——二次回路接线——送电调试变频器——动力电缆施放对接——试验调整——送电联动试车——联动试车成功交付运行 3.2设备开箱检查 3.2.1安装单位,供货单位或建设单位共同进行,并做好检查记录。 3.2.2按照设备清单,施工图纸及设备技术资料核对设备本体及附件,备件的规格型号应符合设计图纸要求。附件备件齐全,产品合格,证件,技术资料说明书齐全。

硬件电路设计流程系列--方案设计

平台的选择很多时候和系统选择的算法是相关的,所以如果要提高架构,平台的设计能力,得不断提高自身的算法设计,复杂度评估能力,带宽分析能力。 常用的主处理器芯片有:单片机,ASIC,RISC(DEC Alpha、ARC、ARM、MIPS、PowerPC、SPARC和SuperH ),DSP和FPGA等,这些处理器的比较在网上有很多的文章,在这里不老生常谈了,这里只提1个典型的主处理器选型案例。 比如市场上现在有很多高清网络摄像机(HD-IPNC)的设计需求,而IPNC的解决方案也层出不穷,TI的解决方案有DM355、DM365、DM368等,海思提供的方案则有Hi3512、Hi3515、Hi3520等,NXP提供的方案有PNX1700、PNX1005等。 对于HD-IPNC的主处理芯片,有几个主要的技术指标:视频分辨率,视频编码器算法,最高支持的图像抓拍分辨率,CMOS的图像预处理能力,以及网络协议栈的开发平台。 Hi3512单芯片实现720P30 编解码能力,满足高清IP Camera应用, Hi3515可实现1080P30的编解码能力,持续提升高清IP Camera的性能。 DM355单芯片实现720P30 MPEG4编解码能力,DM365单芯片实现720P30 编解码能力, DM368单芯片实现1080P30 编解码能力。 DM355是2007 Q3推出的,DM365是2009 Q1推出的,DM368是2010 Q2推出的。海思的同档次解决方案也基本上与之同时出现。 海思和TI的解决方案都是基于linux,对于网络协议栈的开发而言,开源社区的资源是没有区别的,区别的只在于芯片供应商提供的SDK开发包,两家公司的SDK离产品都有一定的距离,但是linux的网络开发并不是一个技术难点,所以并不影响产品的推广。 作为IPNC的解决方案,在720P时代,海思的解决方案相对于TI的解决方案,其优势是支持了编解码算法,而TI只支持了MPEG4的编解码算法。虽然在2008年初,MPEG4的劣势在市场上已经开始体现出来,但在当时这似乎并不影响DM355的推广。 对于最高支持的图像抓拍分辨率,海思的解决方案可以支持支持JPEG抓拍3M Pixels@5fps,DM355最高可以支持5M Pixels,虽然当时没有成功的开发成5M Pixel的抓拍(内存分配得有点儿问题,后来就不折腾了),但是至少4M Pixel 的抓拍是实现了的,而且有几个朋友已经实现了2560x1920这个接近5M Pixel 的抓拍,所以在这一点上DM355稍微胜出。 因为在高清分辨率下,CCD传感器非常昂贵,而CMOS传感器像原尺寸又做不大,导致本身在低照度下就性能欠佳的CMOS传感器的成像质量在高分辨率时变差,

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