硬件结构与工作原理的深入研究与分析.docx

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1、S120硬件构造及工作原理分析变频器分类（1）根据变流环节不一样分为：1.交-直-交变频器先将频率固定地交流电“整流”成直流电，再把直流电“逆变”成频率任意可调地三相交流电.2.交-交变频器把频率固定地交流电直接转换成频率任意可调地交流电.（2）变频器按其供电电压分为：低压变频器（UoV220V380V）、中压变频器（500V660V1140V）和高压变频器（3KV3.3KV6KV6.6KVIOKV）.（3）根据直流电路地储能环节（滤波方式）分为：1.电压型变频器其储能元件为电容器.中、小容量变频器以电压型变频器为主.2.电流型变频器其储能元件为电感线圈（4）变频器按其功能分为：恒转矩（恒功率

2、）通用型变频器、平方转矩风机水泵节能型变频器、简易型变频器、迷你型变频调速器、通用型变频器、纺织专用型变频器、高频电主轴变频器、电梯专用变频器、直流输入型矿山电力机车用变频器、防爆变频器等.最常用地为交直交电压型变频器变频器地工作原理变频器硬件构成电源模块，电机模块，控制单元一CU320,（采样部分，驱动部分）外围设备（制动单元，接口模块通讯板，编码器）S120配置示意图典型配置图或 S7-300400 Simotion C/D/P24 VDC24V电源装有 Starer(k SCoUT)和 Simatic Manager 软件的 PC 机.r传逑器模块电源谑波器带仃DriVeQJQ接口的 电

3、机带仃标准编64器接口的电机不带编 码器的Z1端子模块 LJ 一说明：1：上控制模块CU3202:电源模块SLM或ALM3:单轴电机模块4:双轴电机模块:电源线:Drive-CLiQ:编码器反馈信号线电抗器控制单元CU320接口图数字量输入/输出8DI8DI/DO,其中6个为快速搐入j-+24V电源检入ProfibUS-DP接口Profibus-DP地址设定BOP20（选件）4个诊断灯4个测埴槽RS232接II1个选件插槽-端板通讯板4Drive-CLiQ.连接: 电源模块 电机模块 端子模块 测量系统CU320接线图Ext24VX1X101X1-EmoOSodHNdO2,一IX1SQ,三QJ

4、DI0:d,3m1Qm-DI8lj-TDI91)TM101)111)ControlUnit320选件板Dl 4Dl 51 ).用作快速输入时，必须用屏蔽线2)跳线断开,数字量隔寓Dl 6输入输出可以通过参数来设定Dl 7M2r+通讯板实物图X132-DM)12-DIDO131)!一-DIDO141)-j-DIDO151)5：g924-CBE2OC(3)支捋RT/IRT的Profinet电机模块地接线图壬G-GLrlTomp-TempEPt24EPMIREADY-MDCUNK24V6poBR*ER1X21:1/2用于it接没仃DriVeYLiQ接口的电机的祖度代修器侑号.2.X2L3/4为脉冲使

5、能使电机模块正常I件,X213府按24V.X21:4而接24V电.电机轴上安装地编码器转换模块名称SME2OSME25外部安装的编码Si转换槿块)外形aM货号6FC3055-OAA0Q-5EA06FC3055-OAAOO-5HAO功随将外接的IVPPSinZCos或EnDat的增iDrigYLiQ信号(1)通过DriVeCUo连接.(2) SME20fijfIWffl.sin/cosIVpp,没有C2怙号.(3) SME25用FEnDat绝对娘码N和sin/cosIVpp懵量信号的SSI绝对如g践.(4) SME20为12V的WI形场头.SME25为17包的眼形插头.(5)防护等级为IP67.

6、(6)基长的Drrve-CUQ氏发为1m.长编码潺电缆为3m.(7)也用于扭矩电机根码N的连接编码器接口模块实物图6SL3O55-OAAOO-5CA2枸TTL或HTL脩号转M为DriVe-CLjQ佰号C）通过DriVeCLJQ连接（2） Hj于下列娱54JBhHTLHTL编64H推行使用HTL双极信号.HTL11TL信号的SSl编码那.（3） 15针织科普接口含角温度传送腓信号.4）湖子X521/X531编码概接口佑号.SMC30地接线图及各管脚含义HTL编码器.双极信号,带参考零点HTLtfi码器,单极信号.用”号零点ZKl?KfK2K2,K3Krll./X521idcococOOOCO:J

7、-U_l6G_AA*BB*RR*CTRL地ZKlgK31IX5214AAeBBw旨CTRL地+24VUtJU-I一1tX5311CT-MUzC_X531?11管脚信号描述端子号信号描述1+TempKTYorPTC蛤入1A编码:RA-2SSLCLKSSl时钟,正便Xi235678212A*编码器A-3SSLXCLkSSl时钟.负极3B编码器B4P_Encoder5V/24V嫔四笈供电电源.正极4B*偏对;KB-5P_Encoder5V/24V编码B供电电源.正极5R编码器R+S&旧K三6P_Sense编码器电源检测.正极6ReftWRR-7MeEncoder(M)编码器供电电源.负极7CTRL捽

8、制信号8-TempsKTYorPTC地8M地9MeSense编码器电源已测.负极10RP编码器R-1P_Encoder5V/24V编码器供电电源.正极11RN归码器R-Xf235678)312MeEncoder(M)&科器供电电源.负极12BN编码器B-3-TempEOrpTC地13BP编码器B4+TempEorpTC编入14AN.SSI.XDAT编刊器ASSI数据负5CioCkKSSl时件.正极15APeSSIeDAT编玛器A+/SSI数帚正S6ClockSSl时钟.负极2)WWI左8只育U击。力I6SL3055)AA5CA2才爽询信号.件版本V2.5SP1成史育.7DatanSSIftE8

9、Data*三SSl数罪负2)X531管脚161718LJlU货6SL3O55-OAA-5CA14fj以号，P.用于械仰板率V24或更高.变频器工作原理系统通过以键盘智能控制芯片HD7279A为关键地键盘输入系统运行所需参数(频率也可以通过模拟给定)，再通过DSP实时计算出脉宽，最终将PWM信号通过外围驱动电路，转化成能驱动功率模块IPM地信号，控制逆变器地输出.同步DSP通过采样电路对系统实时采样，首先监控系统工作状态，供LED显示，另首先还实时检测系统故障，以便能及时地加以保护并诊断故障原因.变频器地构造原理图电图2 6SE70365HG623BAO变频器靖构原理图电布“可挖R可龈* MVM

10、flIflnMl a-58MtMnM IMHWJPCOtfmn*0M -KHBIlUMB逆变电路原理图硬件电路地构造本文研究开发地通用变频器采用交一直一交电压源型主电路构造形式，控制芯片是以TI企业地MS320LF2407ADSP为控制关键，硬件电路分为:主电路部分、控制电路部分、米样检测及保护电路部分.系统构造框图如图41所示9：双泡超动 -+v模拟给定EEPROM4-1基于DSP的交流调速系统框图TMS320LF2407简介及资源配置(概括说，TMS320LF2407A是TI企业推出地一款定点DSP控制器，它采用了高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V,减小了控制器地功耗；40M

11、IPS地执行速度使得指令周期缩短到25ns(40MHz),从而提高了控制器地实时控制能力；集成了32K字地闪存(可加密)、2.5K地RAM、50OnS转换时间地A/D转换器，片上事件管理器提供了可以满足多种电机地PWM接口和I/O功能，此外还提供了合用于工业控制领域地某些特殊功能，如看门狗电路、SPkSCMllCAN控制器等,从而使它可广泛应用于工业控制领域.)TMS320LF2407A采用高性能静态CMOS技术，25ns指令周期，速度为40MIPS,低电压3.3V设计；总寻址范围192K字，其中包括64K程序空间,64K数据空间,64KIO空间；片内程序空间集成32K字FlaSh；数据空间集

12、成2.5K字RAM,包括544字DARAM,2K字SARAM；两个事件管理模块EVA、EVB,分别提供两个16bit全局计数器，8个脉冲宽度可调调制通道PWM,三个外部事件地定期采样捕捉单元；同步地16通道高性能IObitADC,转换速率为500ns；串行异步通信接口(Sa)、串行同步外设接口(SPI)、CAN总线2.0接口.由于TMS320LF2407A集成了多种数据传播接口，并且片内集成ADC模块，可被广泛用于控制、接口转换以及数据采集等领域.充足运用TMS320LF2407A芯片自身地资源，其数据空间地分派如图2所示.在地址0060.007F数据空间，寄存FAT32文献系统地重要参数和3个文献信息表，可以同步访问3个文献，满足诸多应用场所地规定.文献信息表极为简朴，其构造见图2,它提供了文献访问所需要地必要信息，可以以便地对文献操作.在文献信息表中，直接寄存要访问地文献地目录所在地逻辑扇区号，防止了地址地反复计算，并记录了目前文献内容缓冲区寄存地内容所在地簇号，便于对FAT分区表进行搜索.由于对文献地