模塊化電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種模塊化電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和方法。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括：電力組件，該電力組件包括電力電子部件和驅(qū)動(dòng)器電路，該驅(qū)動(dòng)器電路用于對(duì)給電力電子部件的門(mén)驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行控制?？刂平M件以可移除的方式安裝至電力組件，且該控制組件包括控制電路，該控制電路用于實(shí)現(xiàn)用于對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制的電動(dòng)機(jī)控制例程。在工作時(shí)，所有的控制信號(hào)都源于控制組件，且所有的控制信號(hào)都經(jīng)由配合的連接器被傳送到電力組件用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】模塊化電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及用于為電動(dòng)機(jī)提供電力的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，尤其涉及一種被設(shè)計(jì)并且適于控制具有各種尺寸和額定功率的電動(dòng)機(jī)的模塊化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)中存在無(wú)數(shù)的用于各種類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用。在許多應(yīng)用中，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)以旋轉(zhuǎn)負(fù)載，諸如泵、風(fēng)扇和傳送機(jī)，僅舉幾個(gè)例子?？梢灶?lèi)似地驅(qū)動(dòng)其它類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)。盡管負(fù)載貫穿其壽命會(huì)要求均勻的速度和轉(zhuǎn)矩，但是許多應(yīng)用需要更加靈活的控制。也就是說(shuō)，在電動(dòng)機(jī)工作中的不同階段可能需要以不同的速度并且用不同的轉(zhuǎn)矩來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。為適應(yīng)這種需要，開(kāi)發(fā)了使得能夠輸出具有變化且可控頻率的波形的可變速度電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，以能夠相應(yīng)地改變被驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的速度。類(lèi)似地，開(kāi)發(fā)了用于以受控的方式等來(lái)軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)、啟動(dòng)和停止電動(dòng)機(jī)的設(shè)備?，F(xiàn)在，這種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器遍及工業(yè)應(yīng)用、商業(yè)應(yīng)用、航運(yùn)應(yīng)用、材料處理應(yīng)用以及其它應(yīng)用而普遍存在。
[0003]通常，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器被設(shè)計(jì)為在一定條件下為一定范圍的負(fù)載提供良好的使用壽命?？梢詫Ⅱ?qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)在能夠被編程和連線(xiàn)的單個(gè)封裝件周?chē)越邮蛰斎牍β释瑫r(shí)向電動(dòng)機(jī)輸出經(jīng)調(diào)節(jié)的功率。這種封裝的產(chǎn)品通常包括功率調(diào)節(jié)電路，該功率調(diào)節(jié)電路在將直流功率再轉(zhuǎn)換成受控頻率交流輸出前接收交流電流(AC)輸入，并且將交流輸入轉(zhuǎn)換成直流(DC)形式。還可以提供各種操作員接口和編程平臺(tái)以及聯(lián)網(wǎng)能力。
[0004]在這種產(chǎn)品中出現(xiàn)的一個(gè)具體的挑戰(zhàn)是用于各種電動(dòng)機(jī)尺寸、為了方便編程、為了共享編程和控制參數(shù)等的設(shè)計(jì)。將多數(shù)這種產(chǎn)品設(shè)計(jì)成為特定尺寸的電動(dòng)機(jī)(通常以功率輸出或框架尺寸進(jìn)行評(píng)定)提供電力，用戶(hù)必須為待被提供電力的具體的電動(dòng)機(jī)選擇合適的產(chǎn)品并對(duì)合適的產(chǎn)品進(jìn)行編程。用于對(duì)驅(qū)動(dòng)器中的電力電子器件進(jìn)行控制的所有電路通常包括在單個(gè)封裝件中。手工地進(jìn)行編程，或者通過(guò)與連接到單一封裝件的配置計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行接口的接口進(jìn)行編程。然而，該產(chǎn)品范例具有如下的缺點(diǎn):驅(qū)動(dòng)器的安裝和配置有限制、在驅(qū)動(dòng)器之間的控制平臺(tái)的相對(duì)低效的使用、驅(qū)動(dòng)器在試運(yùn)行時(shí)編程的不可訪(fǎng)問(wèn)性，或者，相反地，由于駐留的網(wǎng)絡(luò)連接而導(dǎo)致的從外部源訪(fǎng)問(wèn)驅(qū)動(dòng)器的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]因此，需要可以響應(yīng)于這種缺點(diǎn)的用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的改進(jìn)的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供為響應(yīng)于這些需要而設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明的各方面，一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括:電力組件，該電力組件包括電力電子開(kāi)關(guān)和驅(qū)動(dòng)器電路，該電力電子開(kāi)關(guān)能夠被控制以將受控頻率交流電力提供給電動(dòng)機(jī)，該驅(qū)動(dòng)器電路被配置為將門(mén)驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加給電力電子開(kāi)關(guān)。該系統(tǒng)還包括控制組件，該控制組件與電力組件可分離，但是被物理地配置為附接到電力組件并且在被附接時(shí)與電力組件形成電氣連接，該控制組件包括用戶(hù)接口和控制電路，該控制電路在工作時(shí)將控制信號(hào)施加給驅(qū)動(dòng)器電路以控制電力電子開(kāi)關(guān)。[0007]根據(jù)本發(fā)明的其它方面，一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括控制組件，該控制組件與電力組件可分離，但是被物理地配置為附接到電力組件并且該控制組件在被附接時(shí)與電力組件形成電氣連接。該控制組件包括用戶(hù)接口和控制電路，該控制電路在工作時(shí)將控制信號(hào)施加給電力組件中的驅(qū)動(dòng)電路，以控制電力電子開(kāi)關(guān)將受控頻率交流電力提供給電動(dòng)機(jī)。
[0008]本發(fā)明還提供了一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，包括將電力組件連接到電動(dòng)機(jī)，該電力組件包括電力電子開(kāi)關(guān)和驅(qū)動(dòng)器電路，該電力電子開(kāi)關(guān)可被控制以將受控頻率交流電力提供給電動(dòng)機(jī)，該驅(qū)動(dòng)器電路被配置為將門(mén)驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加給電力電子開(kāi)關(guān)。然后，將經(jīng)編程的控制組件附接到電力組件以與電力組件形成電氣連接，該控制組件包括用戶(hù)接口和控制電路，該控制電路在工作時(shí)將控制信號(hào)施加給驅(qū)動(dòng)器電路以控制電力電子開(kāi)關(guān)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]當(dāng)參考附圖來(lái)閱讀下面詳細(xì)的描述時(shí)，本發(fā)明的這些特征、方面和優(yōu)點(diǎn)以及其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，貫穿所有附圖，相同的附圖標(biāo)記表示的相同的部分，其中:
[0010]圖1是根據(jù)本技術(shù)的方面的示例性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的立體圖；
[0011]圖2是控制組件從電力組件移除的圖1的系統(tǒng)的相似的立體圖；
[0012]圖3是控制組件和電力組件的示出了內(nèi)部的插入式連接器的立體圖，該插入式連接器用于使控制組件和電力組件配合并且用于在控制組件和電力組件之間交換信號(hào)；
[0013]圖4是同一控制組件可以如何與具有不同額定功率的不同的電力組件一起使用的示例性說(shuō)明；
[0014]圖5是包含在電力組件和控制組件中的某功能電路的圖示；
[0015]圖6和圖6A至圖6F示出了用于將控制組件移除并將該控制組件連接到用于編程的配置站的當(dāng)前預(yù)期的技術(shù)；
[0016]圖7是為便于驅(qū)動(dòng)配置而包含在配置站中以及在控制組件中的某些功能電路和文件的圖示；以及
[0017]圖8是例示根據(jù)本技術(shù)用于在驅(qū)動(dòng)器的配置和試運(yùn)行期間準(zhǔn)備電力組件和控制組件的示例性邏輯的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1例示被設(shè)計(jì)成向電動(dòng)機(jī)諸如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)提供電力的示例性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
10。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本上包括電力組件12和控制組件14，該控制組件14被設(shè)計(jì)為在工作期間固定并附接到電力組件。機(jī)械接口 16使得各組件能夠配合，而控制組件可以以各種方式(諸如經(jīng)由卡扣件、緊固件等)保持在電力組件上。然而，在當(dāng)前預(yù)期的實(shí)施例中，控制組件和電力組件以物理的方式被配置為使得控制組件能夠經(jīng)由接口表面固定到電力組件，使得控制組件可以被用手而不使用工具附接到電力組件和與電力組件分離。這種以無(wú)需使用工具的方式附接到控制組件和與控制組件分離的能力極大地有利于系統(tǒng)的編程、重新編程、試運(yùn)行和維修。在控制組件的正面示出了操作員接口 18，該操作員接口 18可以使得能夠與驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行某些用戶(hù)交互，諸如查看配置參數(shù)、修改配置參數(shù)、查看日志、歷史、錯(cuò)誤和其它代碼、查看某些操作參數(shù)(例如，電流、電壓和速度)等。在本實(shí)施例中，操作員接口包括支持多種語(yǔ)言的LCD模塊，且該操作員接口能夠顯示跟隨有動(dòng)態(tài)描述的參數(shù)代碼。
[0019]如圖2所示，諸如為了配置(編程)、維修等，控制組件被從電力組件12移除。如下面更充分地論述的那樣，在處于服務(wù)中時(shí)，控制組件可以在電力組件不與電源(例如，上游的電源電路)或電動(dòng)機(jī)斷開(kāi)的情況下從電力組件移除。
[0020]在當(dāng)前預(yù)期的實(shí)施例中，當(dāng)將控制組件安裝到電力組件上或附接到電力組件時(shí)，多觸點(diǎn)連接器配合。圖3例示從電力組件移除的控制組件14，并示出當(dāng)兩個(gè)組件被放在一起時(shí)彼此接口以在控制組件與電力組件之間傳輸電力和數(shù)據(jù)的多觸點(diǎn)連接器20和22。也就是說(shuō)，在當(dāng)前預(yù)期的實(shí)施例中，控制組件14不包含用于供應(yīng)其自身電力的裝置(例如，電池)，而是當(dāng)控制組件14與電力組件12連接時(shí)從電力組件12接收電力。此外，控制組件14進(jìn)行所有的計(jì)算，執(zhí)行所有的控制例程，并且生成經(jīng)由多觸點(diǎn)連接器提供給電力組件(如下面更充分地描述的那樣)中的功率電路的所有控制信號(hào)。連接器20和連接器22設(shè)置在控制組件和電力組件的彼此面對(duì)的面上，且僅當(dāng)各組件分離時(shí)連接器20和連接器22才暴露出來(lái)，如附圖標(biāo)記24和26所示。也就是說(shuō)，當(dāng)兩個(gè)組件配合時(shí)，面對(duì)的面不可訪(fǎng)問(wèn)。
[0021]盡管圖1至圖3例示通常與電力組件同樣大的控制組件，但當(dāng)前預(yù)期的是同一控制組件可以適應(yīng)尺寸和額定功率二者均增加的各種電力組件。圖4例示三種這種布置。在第一種布置中，控制組件14示出為在電力組件上，該電力組件位于控制組件的后面，這兩個(gè)組件總體上彼此同樣大。然而，如附圖標(biāo)記28和30所示，具有較大尺寸和額定功率的電力組件可以耦接到同一控制組件14。各電力組件以類(lèi)似的方式配合和接口，而控制組件中的電路被設(shè)計(jì)為在不改變控制組件中的硬件或電路的情況下使得具有各種尺寸的電動(dòng)機(jī)能夠被驅(qū)動(dòng)。僅通過(guò)控制組件中的編程變化來(lái)適應(yīng)這樣較大的尺寸。在當(dāng)前預(yù)期的實(shí)施例中，例如，在110V、200V、400V和600V的全球電壓等級(jí)下，在400/480V具有0.4kw(千瓦)至22kw或0.5hp (馬力)至30hp的額定功率的電力子部分可以被同一控制組件適應(yīng)。然而，當(dāng)然可以設(shè)想其它尺寸和衡量。
[0022]根據(jù)當(dāng)前預(yù)期的實(shí)施例，電力組件包括電力電子器件(例如，開(kāi)關(guān))，該電力電子器件對(duì)從電源到用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的受控頻率交流輸出的轉(zhuǎn)換功率進(jìn)行調(diào)證。另一方面，控制組件包括處理能力、電動(dòng)機(jī)控制例程、由用于電動(dòng)機(jī)控制例程利用的參數(shù)、操作員接口電路等，以為電力組件的電力電子器件提供控制信號(hào)?；陔妱?dòng)機(jī)控制例程將控制信號(hào)施加到電力組件中的電路，電力組件中的任何進(jìn)一步的處理將這些控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動(dòng)電力組件中的電力電子開(kāi)關(guān)的門(mén)的定時(shí)信號(hào)。
[0023]在圖5中以圖示例示該一般的拓?fù)?。如圖5所示，電力組件12被設(shè)計(jì)為從電網(wǎng)或電力干線(xiàn)接收電力，或更通常地從輸入電源接收電力。電力通常由導(dǎo)線(xiàn)或總線(xiàn)施加，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以在需要的情況下被安裝在距離由系統(tǒng)在工作時(shí)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)近或遠(yuǎn)的地方。在某些實(shí)施例和安裝中，可以將電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)剛性地安裝在機(jī)柜中、軌道上或以任何合適的方式安裝。引入的電力可以符合取決于利用了該系統(tǒng)的國(guó)家或地區(qū)的各種標(biāo)準(zhǔn)，但是通常提供被施加到整流電路32的單相或三相輸入功率。整流電路可以是有源或無(wú)源的，并且如果需要的話(huà)整流電路可以使得重新生成的電力能夠被施加回電源(例如，在負(fù)載的減速或制動(dòng)期間)。整流電路32產(chǎn)生被施加到直流總線(xiàn)34的直流輸出?？傮w上由附圖標(biāo)記36示出的各種調(diào)節(jié)和支持電路可以連接到直流總線(xiàn)。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解的是:這種電路可以包括電感器、電容器、電阻器等。通常，可以將電感器和電容器用于存儲(chǔ)直流總線(xiàn)中的能量、使直流電力中的變化或波動(dòng)平滑，同時(shí)在某些工作周期期間供應(yīng)能量?？梢栽O(shè)置電阻器用于制動(dòng)或消耗能量等。來(lái)自直流總線(xiàn)的直流電力被施加到逆變器電路38，或更一般地施加到電力轉(zhuǎn)換器電路。逆變器電路通常包括電偶或電力電子開(kāi)關(guān)，諸如與二極管關(guān)聯(lián)的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。這些電力電子開(kāi)關(guān)被驅(qū)動(dòng)以使得能夠從直流總線(xiàn)提取電力以形成具有受控頻率的合成正弦曲線(xiàn)輸出。然后，將輸出的電力施加到電動(dòng)機(jī)40。盡管在許多應(yīng)用中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被配置為驅(qū)動(dòng)單相或多相交流電動(dòng)機(jī)，但是應(yīng)該注意的是:驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以適于驅(qū)動(dòng)不同的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型，諸如永久磁鐵電動(dòng)機(jī)。
[0024]如圖5中所示，電力組件12還包括驅(qū)動(dòng)器電路42。驅(qū)動(dòng)器電路42基于從控制組件接收的控制信號(hào)來(lái)工作以生成施加到逆變器電路38的電力電子開(kāi)關(guān)的門(mén)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在設(shè)置了開(kāi)關(guān)整流器的情況下，這種驅(qū)動(dòng)器電路或單獨(dú)的電路可以以類(lèi)似的方式將信號(hào)施加給整流器。驅(qū)動(dòng)器電路42可以依據(jù)任何期望的算法基于門(mén)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的定時(shí)，諸如利用在本領(lǐng)域中公知的三角載波和其它技術(shù)。最終，電力組件12可以包括由附圖標(biāo)記44總體指示的各種傳感器，這些傳感器檢測(cè)工作期間的反饋參數(shù)，諸如電壓、電流、位置(電動(dòng)機(jī))等。經(jīng)由上面論述的多觸點(diǎn)連接器將到驅(qū)動(dòng)器電路42的信號(hào)、來(lái)自驅(qū)動(dòng)器電路42的信號(hào)和來(lái)自傳感器44的信號(hào)提供給控制組件。
[0025]如圖5中示出的控制組件14包括控制電路46，該控制電路46被設(shè)計(jì)為基于在控制組件內(nèi)存儲(chǔ)的編程參數(shù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)或更多電動(dòng)機(jī)控制例程?？刂齐娐?6可以包括任何合適的一個(gè)或多個(gè)處理器，包括微處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列、專(zhuān)用集成電路等。由附圖標(biāo)記48總體指示的存儲(chǔ)器電路與控制電路相關(guān)聯(lián)并且使得能夠存儲(chǔ)電動(dòng)機(jī)控制例程、被例程引用的參數(shù)以及對(duì)于控制和監(jiān)控電動(dòng)機(jī)會(huì)是有用的其它信息的巨大陣列。進(jìn)一步地，操作員接口 50耦接到控制電路，以使得能夠例如經(jīng)由圖1示出的操作員接口來(lái)訪(fǎng)問(wèn)某參數(shù)、修改編程和參數(shù)等。可以設(shè)置一個(gè)或更多網(wǎng)絡(luò)接口 52用于以類(lèi)似的方式訪(fǎng)問(wèn)來(lái)自驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的某信息。這種接口可以包括以太網(wǎng)接口、各種工業(yè)數(shù)據(jù)交換協(xié)議接口(例如，設(shè)備網(wǎng)(DeviceNet)、控制網(wǎng)(ControlNet)、Profibus、Modbus等)。以太網(wǎng)能力使得驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠被集成到以太網(wǎng)IP基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，雙端口以太網(wǎng)卡的使用可以允許連通性選項(xiàng)，諸如設(shè)備級(jí)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。最終，在示出的實(shí)施例中設(shè)置了通用串行總線(xiàn)(USB)接口。雖然當(dāng)組裝時(shí)這些接口中的一個(gè)或更多接口可能是從驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外部可訪(fǎng)問(wèn)的，但在當(dāng)前預(yù)期的實(shí)施例中，當(dāng)將控制組件安裝在電力組件上時(shí)，網(wǎng)絡(luò)接口 52是可訪(fǎng)問(wèn)的，同時(shí)，使得能夠?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行配置以及文件傳送的USB接口是不可訪(fǎng)問(wèn)的，除非控制組件從電力組件移除。如果需要的話(huà)，可以通過(guò)密碼的使用或其它安全設(shè)備對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。
[0026]圖6連同圖6A至圖6F示出了將控制組件耦接到配置站以用于文件傳送和配置的當(dāng)前預(yù)期的技術(shù)。如圖6所示，通過(guò)使得控制組件14從接口 16退出可以將控制組件14從電力組件移除。然后，如圖6A所示，可以將控制組件的蓋子或內(nèi)部部分移除，如附圖標(biāo)記56所示。在控制組件內(nèi)，各種連接器接口諸如以太網(wǎng)插孔58 (參見(jiàn)圖6B)和USB插孔60 (參見(jiàn)圖6C)可以是可訪(fǎng)問(wèn)的。
[0027]為了將數(shù)據(jù)傳送到控制組件，包括對(duì)文件、配置參數(shù)和控制參數(shù)進(jìn)行傳送以及對(duì)文件、配置參數(shù)和控制參數(shù)進(jìn)行改變，可以將USB線(xiàn)纜62耦接到USB插孔60，如圖6D所示。完全的連接64經(jīng)由USB線(xiàn)纜62有效地系住了控制組件，如圖6E所示?？梢詫SB線(xiàn)纜耦接到配置站，諸如通用計(jì)算機(jī)，如圖6F中的附圖標(biāo)記66所示。[0028]根據(jù)本技術(shù)的方面，不但電力組件和控制組件可以被分離地裝配、連接和安裝，而且在控制組件與電力組件分離后可以借助于上面論述的USB連接來(lái)利于控制組件的編程。具體地，在當(dāng)前預(yù)期的實(shí)施例中，包含在控制組件內(nèi)的處理電路和接口電路使得控制組件能夠根據(jù)USB大容量存儲(chǔ)設(shè)備分類(lèi)標(biāo)識(shí)控制組件本身。因而，在配置站上運(yùn)行的傳統(tǒng)的文件訪(fǎng)問(wèn)軟件可以識(shí)別出控制組件，當(dāng)控制組件與配置站經(jīng)由USB線(xiàn)纜彼此系住時(shí)代表控制組件的圖標(biāo)會(huì)出現(xiàn)在配置站上。
[0029]圖7總體上例示用于這種功能的某些示例性功能部件。如圖7所示，控制組件14包括處理電路68，該處理電路68可以形成如上面論述的組件內(nèi)的控制電路的一部分。處理電路68有權(quán)訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器電路48。這種存儲(chǔ)器電路可以存儲(chǔ)各種電動(dòng)機(jī)控制例程，如附圖標(biāo)記70所示。在當(dāng)前預(yù)期的實(shí)施例中，在向用戶(hù)運(yùn)送前將這些電動(dòng)機(jī)控制例程預(yù)加載到控制組件上。電動(dòng)機(jī)控制例程可以包括例如伏特每赫茲、無(wú)傳感器矢量控制、磁場(chǎng)定向控制、永久磁鐵電動(dòng)機(jī)支持和使用光學(xué)編碼器的閉環(huán)反饋。而且，控制參數(shù)72被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器電路中，由電動(dòng)機(jī)控制例程在工作期間使用控制參數(shù)72，以對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)到電力組件內(nèi)的電力電子器件的應(yīng)用進(jìn)行調(diào)節(jié)。如下所述，可以在對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行配置之前預(yù)加載這些控制參數(shù)，或者可以借助于控制組件與USB大容量存儲(chǔ)設(shè)備分類(lèi)的一致性來(lái)修改和安裝一個(gè)或更多參數(shù)。控制組件還包括USB接口 54，如上所述，該USB接口 54使得當(dāng)控制組件與配置站連接時(shí)能夠從配置站提供數(shù)據(jù)和電力。
[0030]圖7所示的配置站66包括有權(quán)訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器電路76的處理電路74。與存儲(chǔ)器電路76 一樣，處理電路74可以取決于使用的計(jì)算機(jī)而變化。通常，所有這種通用計(jì)算機(jī)將包括用于執(zhí)行所需的文件傳送的適當(dāng)?shù)奶幚黼娐泛痛鎯?chǔ)器電路。存儲(chǔ)器電路可以存儲(chǔ)一個(gè)或更多參數(shù)文件78以及如附圖標(biāo)記80所示的文檔文件。需要注意的是:也可以將這種文檔文件存儲(chǔ)在控制組件的存儲(chǔ)器電路中(并通過(guò)到配置站的連接來(lái)訪(fǎng)問(wèn)該文檔文件)。操作員接口電路82使得處理電路能夠向輔助設(shè)備(諸如顯示器或監(jiān)視器84)和如附圖標(biāo)記86所示的一個(gè)或更多輸入輸出設(shè)備發(fā)送信號(hào)，以及從輔助設(shè)備以及輸入輸出設(shè)備接收信號(hào)。最終，USB接口 88使得控制組件14與配置站66能夠相互連接。
[0031]如上注意的那樣，配置組件14包括如下配置(例如，一個(gè)或更多驅(qū)動(dòng)器):該配置使得配置組件14能夠?qū)ε渲谜咀詷?biāo)識(shí)(self-1dentify)為USB大容量存儲(chǔ)設(shè)備。因而，當(dāng)控制組件被連接時(shí)，控制組件將使得操作員接口 82和顯示器84能夠顯示代表電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的圖標(biāo)90。通過(guò)選擇該圖標(biāo)，用戶(hù)可以根據(jù)在存儲(chǔ)器電路48內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)控制組件內(nèi)的信息。而且，用戶(hù)可以搜索并標(biāo)識(shí)代表存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器電路76內(nèi)的文件的一個(gè)或更多圖標(biāo)。在示出的實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于參數(shù)文件78示出了參數(shù)文件圖標(biāo)92。在某實(shí)施例中,可以從遠(yuǎn)程位置接收參數(shù)文件，從安裝在配置站內(nèi)的內(nèi)部存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)器設(shè)備接收參數(shù)文件，或者參數(shù)文件可以來(lái)自任何其它源。而且，在某些實(shí)施例中，可以在配置站上按需要訪(fǎng)問(wèn)參數(shù)文件并修改參數(shù)文件。然后，最終，如由USB大容量存儲(chǔ)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)允許的那樣，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的拖放文件傳送操作將參數(shù)文件傳送給配置站。雖然通過(guò)向和從遠(yuǎn)程裝置(諸如經(jīng)由外部以太網(wǎng)連接)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)會(huì)產(chǎn)生進(jìn)一步的配置或者產(chǎn)生基礎(chǔ)的配置，但當(dāng)驅(qū)動(dòng)器被編程和試運(yùn)行時(shí)受控訪(fǎng)問(wèn)USB端口的使用會(huì)趨于使不想要或不合適的訪(fǎng)問(wèn)的風(fēng)險(xiǎn)降低。
[0032]需要注意的是:可以將許多有用的配置和編程軟件包與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一起使用以用于標(biāo)準(zhǔn)且定制化的配置。例如，普通電動(dòng)機(jī)應(yīng)用的許多參數(shù)可以預(yù)加載到控制組件中或者通過(guò)如此處所述的USB端口被編程，諸如用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、泵、傳送機(jī)、混合器、吹風(fēng)機(jī)等。用于利于這種配置的軟件包可以通過(guò)商業(yè)手段從威斯康星州密爾沃基的Rockwell Automation以商業(yè)標(biāo)志AppVi ew?而獲取。而且，可以通過(guò)使用如使用Connected ComponentWorkbench?軟件的CustomView?的軟件工具來(lái)利于參數(shù)的編輯和定制化，該軟件工具也可以從Rockwell Automation獲取?？梢曰谥T如在來(lái)自Rockwell Automation的RSLogix?5000軟件中提供的簡(jiǎn)檔來(lái)進(jìn)行與可編程的自動(dòng)化控制器的集成。這種簡(jiǎn)檔使得能夠通過(guò)自動(dòng)地填充(populate)重要的信息諸如參數(shù)和標(biāo)記來(lái)減少編程時(shí)間。這種軟件也可以使得能夠進(jìn)行控制組件的替換的自動(dòng)檢測(cè)，使得可以下載所有的配置參數(shù)，消除使用手工方式重新配置的需要。
[0033]圖8例示在安裝、配置和試運(yùn)行期間處理電力組件和控制組件的示例性邏輯94。如上注意的那樣，如果需要的話(huà)，電力組件和控制組件的分離的能力使得電力組件能夠與控制組件分離地安裝。因此，可以將電力組件連線(xiàn)到上游的電源電路和待被提供電力的電動(dòng)機(jī)，同時(shí)可以對(duì)控制組件進(jìn)行編程。因?yàn)檫@些操作經(jīng)常在完全不同的設(shè)置中進(jìn)行，所以分離地處理這兩個(gè)組件的能力可以提升安裝處理的效率以及便利性。而且，當(dāng)電力組件正被安裝在應(yīng)用的位置的同時(shí)，可以在受控環(huán)境中配置一個(gè)或更多組件。更進(jìn)一步地，如果要進(jìn)行控制組件的替換，僅通過(guò)將舊的控制組件和新的控制組件進(jìn)行交換就可以使該組件在安裝在電力組件上之前被充分地配置。更進(jìn)一步地，由于控制組件在各個(gè)電力組件之間是基本可互換的而不考慮對(duì)于要被提供電力的電動(dòng)機(jī)的尺寸、額定功率和操作特征是唯一的任何設(shè)置和參數(shù)，所以單個(gè)設(shè)計(jì)控制組件的使用使得控制組件能夠被單獨(dú)地購(gòu)買(mǎi)、貯存和安裝。
[0034]如圖8所示，如附圖標(biāo)記96總體示出的電力組件的處理可以始于在合適的位置、外殼等中安裝電力組件100。然后，可以將組件的電力連線(xiàn)到干線(xiàn)，或更通常地，連線(xiàn)到上游的電路或弓丨入電路，如附圖標(biāo)記102所示，然后，可以連線(xiàn)到電動(dòng)機(jī)104?？梢栽趯⒖刂平M件附接到電力組件之前做出并驗(yàn)證這些連接。
[0035]可以在如附圖標(biāo)記98示出的一系列步驟中進(jìn)行對(duì)控制組件的處理和配置，如果先前控制組件已附接，則始于將控制組件從電力組件分離，如附圖標(biāo)記106處所示。這里再一次地，通過(guò)以無(wú)需使用工具的方式(即，用手)將控制組件移除，控制組件可以從電力組件分離。實(shí)際上，可以分別購(gòu)買(mǎi)和運(yùn)送控制組件和電力組件，或者控制組件和電力組件可以以單個(gè)封裝件的形式到達(dá)但控制組件沒(méi)有安裝。然后，經(jīng)由諸如上面參考圖6論述的USB端口將控制組件連接到配置站，如附圖標(biāo)記108所示。然后，將電力和數(shù)據(jù)提供給控制組件，如步驟110處所示。如上面注意的那樣，控制組件可以沒(méi)有自己?jiǎn)为?dú)的電源，使得會(huì)需要輸入功率來(lái)訪(fǎng)問(wèn)信息、給處理電路提供電力等。在這種情況下，為了控制組件的工作，配置站和控制組件之間的USB連接至少可以暫時(shí)地不僅提供數(shù)據(jù)還提供電力。然后，如步驟112處所示，借助于控制組件與USB大容量存儲(chǔ)和USB大容量存儲(chǔ)設(shè)備分類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)的一致性，控制組件將在配置站上作為圖標(biāo)出現(xiàn)。然后，通過(guò)與圖標(biāo)進(jìn)行交互可以進(jìn)行各種操作，諸如在控制組件上列舉某數(shù)據(jù)、訪(fǎng)問(wèn)某例程等。如步驟處114所示，這些操作之一可以包括參數(shù)文件從配置站到控制組件的拖放傳送。然后，當(dāng)被用戶(hù)選擇時(shí)，文件連同用戶(hù)可能期望傳送到配置組件的、在配置組件內(nèi)修改等的任何其它數(shù)據(jù)一起被傳送。然而，還應(yīng)該注意的是:可以限制或禁止這些操作中某個(gè)操作，如果需要的話(huà)，通過(guò)密碼和其它安全設(shè)備可以限制對(duì)控制組件的訪(fǎng)問(wèn)。
[0036]當(dāng)完成了文件傳送時(shí)，用戶(hù)可以確定所有期望的配置、參數(shù)檢查和選擇等是否已經(jīng)進(jìn)行了，如步驟118處所示，如果沒(méi)有進(jìn)行，則用戶(hù)可以通過(guò)返回到前面步驟之一來(lái)繼續(xù)進(jìn)行這種操作。當(dāng)配置完成時(shí)，控制組件可以與配置站斷開(kāi)，如步驟120所示。然后，配置完成，如步驟122處所示，控制組件可以安裝到電力組件上，如步驟124所示，再一次地，可以以無(wú)需使用工具的方式進(jìn)行該安裝。步驟124可以包括對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行試運(yùn)行所需的各個(gè)其它子步驟，包括測(cè)試各種功能等。當(dāng)完成了試運(yùn)行時(shí)，驅(qū)動(dòng)器就可以正常運(yùn)行了，如步驟126處所示。如果從那時(shí)起的任何時(shí)候要修改配置或要對(duì)控制組件進(jìn)行替換，則可以容易地進(jìn)行重新配置，如步驟128處所示。這種重新配置可以包括:如上所示的那樣將控制組件從電力組件移除以及參數(shù)的再次訪(fǎng)問(wèn)、如上所示的那樣傳送參數(shù)和文件等。而且，這種重新配置可以通過(guò)與在控制組件上的操作員接口進(jìn)行交互直接地手工進(jìn)行。而且，在某些實(shí)施例中，通過(guò)如上論述的那樣從外部網(wǎng)絡(luò)連接訪(fǎng)問(wèn)控制組件可以進(jìn)行變化和配置。
[0037]盡管在本申請(qǐng)中僅示出和描述了本發(fā)明的某些特征，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以做出許多修改和變化。因此，需要理解的是，所附權(quán)利要求書(shū)意在覆蓋落入本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神內(nèi)的所有這種修改和變化。
[0038]本公開(kāi)中的技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)為以下實(shí)施例:
[0039]1.一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),包括:
[0040]電力組件，包括電力電子開(kāi)關(guān)和驅(qū)動(dòng)器電路，所述電力電子開(kāi)關(guān)能夠被控制以將受控頻率交流電力提供給電動(dòng)機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)器電路被配置為將門(mén)驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加給所述電力電子開(kāi)關(guān)；以及
[0041]控制組件，能夠與所述電力組件分離，但是被物理地配置為以無(wú)需使用工具的方式附接到所述電力組件，并且在被附接時(shí)與所述電力組件進(jìn)行電氣連接，所述控制組件包括用戶(hù)接口和控制電路，所述控制電路在工作時(shí)將控制信號(hào)施加給所述驅(qū)動(dòng)器電路以控制所述電力電子開(kāi)關(guān)。
[0042]2.根據(jù)項(xiàng)I所述的系統(tǒng)，其中，所述電力組件和所述控制組件包括配合的多觸點(diǎn)連接器，當(dāng)所述控制組件被附接到所述電力組件時(shí)所述多觸點(diǎn)連接器配合，以在所述電力組件和所述控制組件之間傳送信號(hào)。
[0043]3.根據(jù)項(xiàng)2所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述控制組件被附接到所述電力組件時(shí)，所述多觸點(diǎn)連接器被隱藏在所述電力組件和所述控制組件之間。
[0044]4.根據(jù)前述項(xiàng)中任一個(gè)所述的系統(tǒng)，其中，所述控制組件被配置為從所述電力組件移除以連接到配置站，并且在進(jìn)行配置后被附接到所述電力組件。
[0045]5.根據(jù)項(xiàng)4所述的系統(tǒng)，其中，所述控制組件包括被配置為連接到所述配置站的連接器接口。
[0046]6.根據(jù)項(xiàng)5所述的系統(tǒng)，其中，所述連接器接口被布置在所述控制組件的在所述控制組件附接到所述電力組件時(shí)面對(duì)所述電力組件的一側(cè)上。
[0047]7.根據(jù)前述項(xiàng)中任一個(gè)所述的系統(tǒng)，其中，所述控制組件被配置為附接到具有不同尺寸和額定功率的多個(gè)電力部分中的任一個(gè)。
[0048]8.一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括:
[0049]控制組件，能夠與電力組件分離，但是被物理地配置為以無(wú)需使用工具的方式附接到所述電力組件，且在被附接時(shí)與所述電力組件電氣連接，所述控制組件包括用戶(hù)接口和控制電路，所述控制電路在工作時(shí)將控制信號(hào)施加給所述電力組件內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電路，以控制電力電子開(kāi)關(guān)將受控頻率交流電力提供給電動(dòng)機(jī)。
[0050]9.根據(jù)項(xiàng)8所述的系統(tǒng)，其中，所述控制組件被配置為附接到具有不同尺寸和額定功率的多個(gè)電力部分中的任一個(gè)，并與其交互。
[0051]10.根據(jù)項(xiàng)8或9所述的系統(tǒng)，包括:多觸點(diǎn)連接器，當(dāng)所述控制組件附接到所述電力組件時(shí)所述多觸點(diǎn)連接器與所述電力組件的互補(bǔ)連接器配合，以在所述電力組件和所述控制組件之間傳送信號(hào)。
[0052]11.根據(jù)項(xiàng)10所述的系統(tǒng)，其中，所述多觸點(diǎn)連接器被布置在所述控制組件的在所述控制組件附接到所述電力組件時(shí)面對(duì)所述電力組件的一側(cè)上。
[0053]12.根據(jù)項(xiàng)8至11中任一個(gè)所述的系統(tǒng)，其中，所述控制組件被配置為從所述電力組件移除以連接到配置站，并在進(jìn)行配置之后附接到所述電力組件。
[0054]13.根據(jù)項(xiàng)12所述的系統(tǒng)，其中，所述控制組件包括被配置為連接到所述配置站的連接器接口。
[0055]14.根據(jù)項(xiàng)13所述的系統(tǒng)，其中，所述連接器接口被布置在所述控制組件的當(dāng)所述控制組件附接到所述電力組件時(shí)面對(duì)所述電力組件的一側(cè)上。
[0056]15.一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法,包括:
[0057]將電力組件連接到電動(dòng)機(jī)，所述電力組件包括電力電子開(kāi)關(guān)和驅(qū)動(dòng)電路，所述電力子開(kāi)關(guān)能夠被控制以將受控頻率交流電力提供到電動(dòng)機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電路被配置為將門(mén)驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加給所述電力電子開(kāi)關(guān)；以及
[0058]將經(jīng)編程的控制組件以無(wú)需使用工具的方式附接到所述電力組件以形成與所述電力組件的電氣連接，所述控制組件包括用戶(hù)接口和控制電路，所述控制電路在工作時(shí)將控制信號(hào)施加到所述驅(qū)動(dòng)電路以控制所述電力電子開(kāi)關(guān)。
[0059]16.根據(jù)項(xiàng)15所述的方法，包括:在將所述經(jīng)編程的控制組件附接到所述電力組件之前，經(jīng)由連接到連接器接口的配置站對(duì)所述控制組件進(jìn)行配置，所述連接器接口位于所述控制組件的在所述控制組件附接到所述電力組件時(shí)面對(duì)所述電力組件的一側(cè)上。
[0060]17.根據(jù)項(xiàng)16所述的方法，包括:將所述控制組件從所述電力組件移除，經(jīng)由所述連接器接口重新配置所述控制組件，以及將所述控制組件再次附接到所述電力組件。
[0061]18.根據(jù)項(xiàng)16或17所述的方法，其中，當(dāng)所述控制組件被附接到所述電力組件時(shí)，所述連接器接口是不可接入的。
[0062]19.根據(jù)項(xiàng)15至18中任一個(gè)所述的方法，其中，在將所述經(jīng)編程的控制組件附接到所述電力組件之前，將所述電力組件連接到所述電動(dòng)機(jī)。
[0063]20.根據(jù)項(xiàng)15至19中任一個(gè)所述的方法，包括:依據(jù)所述電動(dòng)機(jī)的尺寸和額定功率從具有不同尺寸和額定功率的多個(gè)電力組件中選擇電力組件，其中，同一控制組件被配置為附接到所述多個(gè)電力組件中的任一個(gè)，并且與其共同工作。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),包括: 電力組件，包括電力電子開(kāi)關(guān)和驅(qū)動(dòng)器電路，所述電力電子開(kāi)關(guān)能夠被控制以將受控頻率交流電力提供給電動(dòng)機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)器電路被配置為將門(mén)驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加給所述電力電子開(kāi)關(guān)；以及 控制組件，能夠與所述電力組件分離，但是被物理地配置為以無(wú)需使用工具的方式附接到所述電力組件，并且在被附接時(shí)與所述電力組件進(jìn)行電氣連接，所述控制組件包括用戶(hù)接口和控制電路，所述控制電路在工作時(shí)將控制信號(hào)施加給所述驅(qū)動(dòng)器電路以控制所述電力電子開(kāi)關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述電力組件和所述控制組件包括配合的多觸點(diǎn)連接器，當(dāng)所述控制組件被附接到所述電力組件時(shí)所述多觸點(diǎn)連接器配合，以在所述電力組件和所述控制組件之間傳送信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，所述控制組件被配置為從所述電力組件移除以連接到配置站，并且在進(jìn)行配置后被附接到所述電力組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，所述控制組件被配置為附接到具有不同尺寸和額定功率的多個(gè)電力部分中的任一個(gè)。
5.—種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),包括: 控制組件，能夠與電力組件分離，但是被物理地配置為以無(wú)需使用工具的方式附接到所述電力組件，且在被附接時(shí)與所述電力組件電氣連接，所述控制組件包括用戶(hù)接口和控制電路，所述控制電路在工作時(shí)將控制信號(hào)施加給所述電力組件內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電路，以控制電力電子開(kāi)關(guān)將受控頻率交流電力提供給電動(dòng)機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述控制組件被配置為附接到具有不同尺寸和額定功率的多個(gè)電力部分中的任一個(gè)，并與其交互。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)，包括:多觸點(diǎn)連接器，當(dāng)所述控制組件附接到所述電力組件時(shí)所述多觸點(diǎn)連接器與所述電力組件的互補(bǔ)連接器配合，以在所述電力組件和所述控制組件之間傳送信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)，其中，所述控制組件被配置為從所述電力組件移除以連接到配置站，并在進(jìn)行配置之后附接到所述電力組件。
9.一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，包括: 將電力組件連接到電動(dòng)機(jī)，所述電力組件包括電力電子開(kāi)關(guān)和驅(qū)動(dòng)電路，所述電力子開(kāi)關(guān)能夠被控制以將受控頻率交流電力提供到電動(dòng)機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電路被配置為將門(mén)驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加給所述電力電子開(kāi)關(guān)；以及 將經(jīng)編程的控制組件以無(wú)需使用工具的方式附接到所述電力組件以形成與所述電力組件的電氣連接，所述控制組件包括用戶(hù)接口和控制電路，所述控制電路在工作時(shí)將控制信號(hào)施加到所述驅(qū)動(dòng)電路以控制所述電力電子開(kāi)關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，包括:在將所述經(jīng)編程的控制組件附接到所述電力組件之前，經(jīng)由連接到連接器接口的配置站對(duì)所述控制組件進(jìn)行配置，所述連接器接口位于所述控制組件的在所述控制組件附接到所述電力組件時(shí)面對(duì)所述電力組件的一側(cè)上。
【文檔編號(hào)】H02P5/46GK103929099SQ201310452724
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月27日
【發(fā)明者】斯科特·邁爾斯, 譚德祥, 丹尼爾·約瑟夫·米德?tīng)柺┨┨? 阿爾弗雷德·大衛(wèi)·巴塞特, 許詩(shī)勇 申請(qǐng)人:洛克威爾自動(dòng)控制亞太業(yè)務(wù)中心有限公司