[发明专利]双CPU结构智能绕线式电机进相补偿控制器及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及大功率绕线式电机进相补偿控制系统技术领域，具体涉及一种双CPU结构智能绕线式电机进相补偿控制器及控制方法。

背景技术

在电力传动系统中，异步电动机应用范围最为广泛。从异步电动机的设计来看，当异步电动机在额定负荷运行时功率因数最高一般为0.85，实际工作中异步电动机经常不是在额定功率下运行，此时其功率因数降低、损耗增大，所以在使用异步电机的电力拖动系统中，常采用设备补偿方法提高电动机的功率因数、减少无功功率。

对于大功率的绕线式异步电动机进行功率因数补偿常采用下述方法：方法1、采用在异步电动机的定子侧并联电容器，方法2、采用变频调速控制方法调节电动机定子的电压和转差率。方法1只能补偿电网线上的无功功率和断续投切电容器容量，无法连续补偿且可靠性较低，方法2采用晶闸管作为变频调速控制器的组成，该变频调速控制器可实现连续进行无功功率控制的目的。

目前，国外在异步电动机无功功率补偿方面，普遍采用的控制系统结构比较复杂、控制器成本较高。而我国在电动机变频控制器的研究中常采用以单片机作为电动机变频控制器的核心控制结构，该电动机变频控制器智能化程度低、稳定性低、可靠性低，无法实现分布式控制。

当在电流较高的控制系统中，因电动机变频控制器缺少智能化保护，使得发生故障后，出现烧毁元器件的现象。另外，由于采用单片机作为电动机变频控制器的核心控制结构，使得单一CPU结构的控制器在控制算法与硬件逻辑输出方面难以控制协调，而且在设计高性能的控制算法方面较难实现，导致电动机变频控制器制性能不佳，无法实现高精度的控制需要。

因此，基于上述问题，本发明提供一种双CPU结构智能绕线式电机进相补偿控制器及控制方法。

发明内容

发明目的：本发明的目的是要提供一种双CPU结构智能绕线式电机进相补偿控制器及控制方法，实现变频调速控制器的高智能化、高稳定性、高可靠性、分布式控制和高精度控制目的。

技术方案：本发明的一方面，提供一种用于双CPU结构智能绕线式电机进相补偿控制器，包括主控CPU、CPLD逻辑控制电路、协处理CPU、输入/输出接口端、模/数转换电路、SIM存储卡接口、存储器电路、第一晶振、第一复位芯片、第二复位芯片、第二晶振和外部设备；所述CPLD逻辑控制电路、输入/输出接口端、模/数转换电路、SIM存储卡接口、存储器电路、第一晶振和第一复位芯片均与主控CPU连接；所述模/数转换电路连接输入/输出接口端；所述CPLD逻辑控制电路连接输入/输出接口端和协处理CPU；所述输入/输出接口端、第二复位芯片和第二晶振均与协处理CPU连接；所述外部设备连接输入/输出接口端。

所述外部设备包括电源、液晶显示板和键盘；所述电源对控制器系统供电；所述液晶显示板显示控制器系统的工作状态；所述键盘输入工作指令。

所述主控CPU读取预设参数进行初始化；所述模/数转换电路接收主控CPU指令将系统运行的实时交流电信号转换为数字量传输至主控CPU；所述主控CPU采集系统运行电气量并进行电参数和控制算法的计算，得到晶闸管触发控制角脉冲信号并输出；所述主控CPU和协处理CPU通过与CPLD逻辑控制电路接口的配合实现实时数据共享和通信，液晶显示板、键盘连接输入/输出接口端通过CPLD逻辑电路与主控CPU和协处理CPU进行互动；所述协处理CPU通过输入/输出接口端接收主控CPU输出的晶闸管触发控制角脉冲信号计算结果并输出符合要求的触发脉冲信号；所述CPLD逻辑控制电路接收协处理CPU触发脉冲信号，进行规格化处理通过输入/输出接口端输出到晶闸管。

所述主控CPU负责控制算法处理、模/数电路转换控制、指令参数的调整和设置并与CPLD逻辑电路接口配合，通过液晶显示板和键盘完成人机互动；所述主控CPU设置有标准串行通信口和内置通信协议。

所述主控CPU利用SIM存储卡接口外接SIM存储卡，可通过SIM存储卡存放的各种系统配置参数和算法程序模块进行更新。

所述新算法程序模块可通过SlM存卡下载到主控CPU完成算法程序的更新。

所述存储器存储预先设置的系统配置参数和算法程序模块。

所述第一晶振、第一复位芯片为主控CPU提供稳定、精确的振荡频率和防止主控CPU发出错误指令、执行错误操作。

所述第二晶振、第二复位芯片为协处理CPU提供稳定、精确的振荡频率和防止协处理CPU发出错误指令、执行错误操作。