[发明专利]模块化电机驱动通信系统

说明书

提供了电机驱动系统。该电机驱动系统包括用于分别生成控制信号和功率信号的控制模块和功率模块，用于驱动电动机。附加模块或子组件在物理上能够定位在控制模块与功率模块之间，并且与控制模块进行通信以允许与外部设备进行通信。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年2月28日提交的题为“MODULAR MOTOR DRIVE COMMUNICATIONSYSTEM AND METHOD”的序列号为61/946,408的美国临时申请的优先权并且要求该美国临时申请的权益，该美国临时申请的全部内容通过引用合并在本文中。

技术领域

本发明总体上涉及用于向电动机供电的驱动系统，更具体地涉及被设计成并且适于对各种尺寸和额定值的电机进行控制的模块化驱动系统。

背景技术

在各种类型的电动机的工业中存在众多的应用。在许多应用中，感应电机被驱动以使负载诸如泵、风扇和输送器(仅提及几个)旋转。其他类型的电机可以相似地被驱动。负载可能在其整个寿命内要求统一的速度和转矩，然而许多应用需要更加灵活的控制。就是说，在电机操作中的不同阶段会需要电机以不同的速度并且以不同的转矩被驱动。为了适应这样的需要，已开发了可变速度的电机驱动器，该可变速度的电机驱动器允许具有变化的和可控的频率的输出波形，能够对应地改变驱动电机的速度。相似地，已开发了用于软起动电机的装备，以受控方式起动和停止电机等。现在，这样的电机驱动器在整个工业应用、商业应用、运输应用、物料处理应用和其他的应用中是普遍存在的。

通常，电机驱动器被设计成在多种条件下并且在多种负载下提供良好的使用寿命。驱动器可以围绕单个封装设计，该单个封装可以被编程并且接线以接收输入功率以及向电动机输出经调理的功率。这样的封装产品通常包括功率调理电路，该功率调理电路在将直流(DC)功率重新转换成频率受控的交流(AC)输出之前，接收AC输入并且将该AC输入转换成DC形式。还可以提供各种操作员接口和编程平台以及联网功能。

在这样的产品中出现的一个特别挑战是针对各种电机尺寸、利于编程、共享编程和控制参数等的设计。大多数这样的产品已被设计成向特定尺寸的电机(通常以功率输出或机架尺寸为额定值)供电，并且用户必须针对要被供电的特定电机选择适当产品并且对其进行编程。用于控制驱动器内的功率电子器件的电路全部通常已被包括在单个封装中。已手动地或者通过与连接至单一封装的配置计算机或网络的接口完成了编程。然而，该产品样式受到下述缺点的困扰，这些缺点包括对驱动器的安装和配置的限制、驱动器之间的控制平台的相对低效的使用、一旦驱动器服役则不能对编程进行访问、或者相反地由于常驻网络连接而引起的从外部源访问驱动器的风险。

现在，针对电机驱动器所采取的一种新型方法涉及“模块”的设计和构造，所述“模块”被接驳以提供期望的控制和功率。在一些这样的设计中，控制模块或者子组件与功率模块或者子组件配对，在这二者之间通信的情况下在互连时针对功率部件提供期望的控制信号并且针对控制部件提供反馈。一些设计并入本机的或集成的通信电路，这些通信电路允许与外部或远程设备进行通信，诸如对设备进行编程、更改设置、监视操作或者与其他设备进行通信和协作。然而，这样的设计通常不允许对这样的通信硬件、软件或固件进行改型或可选合并。

因此，需要能够针对这些缺陷的用于驱动电动机的改进技术。

发明内容

本公开内容阐述了一种电机驱动系统，包括：模块化功率子组件，其能够被控制成向电动机提供频率受控的交流(AC)功率；以及模块化控制子组件，其能够与功率子组件控制电路分离，在操作中向功率子组件施加控制信号，用于控制所提供的功率。附加子组件能够在物理上定位在功率子组件与控制子组件之间，并且电耦接至控制子组件，用于提供控制子组件与至少一个外部设备之间的通信。

本公开内容还阐述了一种电机驱动系统，包括：通信子组件，其被配置成定位在电机驱动系统的控制子组件与功率子组件之间。通信子组件电耦接至控制子组件并且提供控制子组件与外部设备之间的通信。