用于风电变桨的全数字式交流永磁同步电机伺服驱动器

摘要

本发明公开一种用于风电变桨的全数字式交流永磁同步电机伺服驱动器，所述驱动器包括DSP模块，不控整流模块，功率开关模块，模拟量输入模块，数字量输入模块，数字量输出模块，CANOPEN通讯模块，驱动模块，以及编码器信号采集模块，本发明实时监测数字量输入和模拟量输入，判断驱动装置有无故障，如果没有故障，则按照正常的反馈模式进行控制，如果有故障，则报警停机。本发明的不同模块分别通过不同的印刷电路板实现其功能，板间结构紧凑，控制方法简单精确。

主权项

一种用于风电变桨的全数字式交流永磁同步电机伺服驱动器，其特征在于所述驱动器包括DSP模块，不控整流模块，功率开关模块，模拟量输入模块，数字量输入模块，数字量输出模块，CANOPEN通讯模块，驱动模块，以及编码器信号采集模块，其中：风机主控与变桨主控通讯，变桨主控通过CANOPEN总线与伺服驱动器通讯，将变桨指令发送至伺服驱动器；DSP模块通过驱动模块控制功率开关模块的开关的通断，将输入来的经过不控整流模块得到的537V直流电进行逆变，输入给永磁同步电机；模拟量输入模块采集电机端的电压电流信号和温度信号以及编码器模块采集到的电机转子的位置信号并传送给DSP模块；数字量输入模块用以采集系统开关量状态，数字量输出模块用以输出运行命令逻辑，包括桥接信号，限位开关安全链信号，电源空开信号；DSP模块实时监测数字量输入和模拟量输入，判断驱动装置有无故障，如果没有故障，则按照正常的反馈模式进行控制，如果有故障，则报警停机；所述不同的模块分别使用不同的印刷电路板以实现其功能，具体为：CPU板、DB板、MAIN板、CAP板、DIO板以及AI板，印刷电路板间为重叠安装，通过镙柱固定，印刷电路板下部固定散热底片；CPU板是主控制板，DB板是整流板，MAIN板是变频驱动板，CAP板是电容板，DIO板是数字量输入输出板，AI板是模拟量输入输出板，其中：DB板对主电源输入三相交流电进行整流，得到537V直流电；MAIN板与DB板直接相连，是变频驱动板，接收整流后的直流电，功率开关模块置于变频驱动板上，由功率开关器件组成，通过脉冲宽度调制控制功率开关管的导通，进而控制三相电压的输入，产生三相逆变电压，从而对永磁同步电机的输入电压进行控制；CAP板上排布电容器组，外部接整流后的直流电压输入，连接主电源和超级电容电源，具有储能功能；CPU板是主控制板，与变频驱动板，模拟量输入输出板，数字量输入输出板通过排线相连，能够接受采集到的数字模拟量数据并进行处理运算；内置DSP28335芯片，置有光栅编码器接口，旋转编码器接口，用以与编码器进行通信以采样电机和桨叶的位置信号，一个CAN接口用以和上位机PLC通信；DIO板是数字信号输入输出板，板上有数字信号采集输入单元，数字量输入模块用以采集系统的一些开关量状态，数字量输入包括限位开关的状态，安全链输出使能，充放电空开，电源空开，数字量输出模块主要控制充电档开关，电容充放开关，电机主电源供电开关，润滑油机，控制预充电继电器输出以及安全链输出；AI板是模拟量输入输出板，用以采集外部霍尔传感器测量的输入电流，外部电压传感器测量的三相交流主电压，直流电压测量接口测量的外部输入的直流电压，以及外部温度测量传感器测量的控制柜温度、电池柜温度和电机温度。