一种变频器之间的主从同步通信电路的制作方法

本实用新型涉及电子通信技术领域，具体来说是一种变频器之间的主从同步通信电路。

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背景技术：
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在皮带机系统中，电机的驱动设备从原来软启动器逐步过渡为变频器。变频器的矢量控制或直接转矩控制(DTC)技术能够实现变频器输出频率和转矩的调节，利用该技术，很容易实现皮带机系统中多台电机输出转矩一致，有效解决因电机负载不同引起的皮带打滑、过载电机老化快等诸多问题。而要实现多台变频器输出转矩一致，首先要实现变频器之间的主从通信，变频器之间的主从通信的原理是：主机将频率和转矩值通信给从机，从机将自身的运行状态反馈给主机，主从变频器就能够根据自身情况动态调节输出频率和转矩，实现多台变频器输出转矩一致。由此可见，主从变频器之间的通信尤为重要，影响整个皮带机系统的运行。

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技术实现要素：
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本实用新型是针对变频器主从通信中实时性强、通信抗干扰能力强、通信距离远、便于现场安装、经济实惠等要求，设计一种用DTC和主从同步通信，满足用户的各种要求的变频器之间的主从同步通信电路。

为了实现上述目的，设计一种变频器之间的主从同步通信电路，所述的主从同步通信电路包括第一电频转换电路、第二电频转换电路、第一隔离电路、第二隔离电路、接插件J1、接插件J2、接插件J3、六角缓冲器U1及三极管Q1，所述的第二隔离电路的输入信号端分别连接接插件J3及六角缓冲器U1，接插件J3及六角缓冲器U1输出的通信信号经过第二隔离电路隔离放大，六角缓冲器U1另与连接接插件J3、第二电频转换电路及第一隔离电路分别连接进行数据锁存，接插件J3另引出一端与第二电频转换电路相接，第二电频转换电路另一端接有接插件J1，所述的第二隔离电路的输出信号端接至第一电频转换电路进行电频转换，第一电频转换电路另一端接有接插件J2，在第一电频转换电路与第一隔离电路的输入信号端连接段接有三极管Q1，作为第一隔离电路的触发开关。

所述的第一电频转换电路包括芯片U2、电阻R4、电阻R5、电阻R6及电阻R9，所述的芯片U2采用型号为MAX3087-EESA的线收发器，芯片U2的1号管脚接5V电源，2号管脚串联电阻R9后连接至三极管Q1的基极，芯片U2的3号管脚接至光电耦合器P2的4号端口，芯片U2的4号管脚接地，芯片U2的8号管脚、7号管脚、6号管脚及5号管脚依次连接接插件J2的5号端口、4号端口、3号端口及2号端口，在芯片U2的8号管脚上抽出一端接上拉电阻R4后接+5V直流电压，在芯片U2的7号管脚上抽出一端连接接地电阻R6后接地，芯片U2的8号管脚与7号管脚之间接有电阻R5。

所述的第二电频转换电路包括芯片U3、电阻R10、电阻R11、电阻R12，所述的芯片U3采用型号为MAX3087-EESA的线收发器，芯片U3的1号管脚接5V电源，2号管脚连接至六角缓冲器U1的13号管脚，芯片U3的3号管脚接至接插件J3的19号端口，芯片U3的8号管脚、7号管脚、6号管脚及5号管脚依次连接接插件J1的1号端口、2号端口、3号端口及4号端口，在芯片U3的8号管脚上抽出一端接上拉电阻R10后接+5V直流电压，在芯片U3的7号管脚上抽出一端连接接地电阻R12后接地，芯片U3的8号管脚与7号管脚之间接有电阻R11。

第一隔离电路包括光电耦合器P1、电阻R7、电阻R8及电容C4，所述的光电耦合器P1的4号端口连接六角缓存器U1接受其发出的电平信号，光电耦合器P1的4号端口与3号端口之间并联接地电容C4后接地，光电耦合器P1的4号端口与5号端口之间并联上拉电阻R7后接+5V直流电压，光电耦合器P1的2号端口连接至三极管Q1的发射极，光电耦合器P1的1号端口接电阻R8后接至5V电源。

第二隔离电路包括光电耦合器P2、电阻R1、电阻R2、电阻R3及电容C2，所述的光电耦合器P2的1号端口连接电阻R2后连接接插件J3的20号管脚，光电耦合器P2的2号端口串联电阻R1后连接至六角缓存器U1的2号管脚，光电耦合器P2的4号端口连接至芯片U2的3号管脚，在光电耦合器P2的4号端口与3号端口之间并联接地电容C2后接地，光电耦合器P1的4号端口与5号端口之间并联上拉电阻R3后接+5V直流电压。

所述的通信信号包括速度设定值、速度实际值、频率设定值、频率实际值、电流实际值、转矩设定值及转矩实际值。

本实用新型同现有技术相比，其优点在于：本电路通过隔离电路、电频转换电路使得主从机之间根据速度设定值、速度实际值等通信信号实时调整自身输出值，达到多台电机输出转矩动态平衡的目的，能达到每1毫秒数据更新一次，使用方便可靠，大大提高了调试人员的工作效率，缩短了整个系统从调试到投入使用的时间，降低了公司生产投入及使用成本。

[附图说明]

图1是本实用新型的连接示意图；

图2是本实用新型的电路原理示意图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，这种电路的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

在皮带机系统变频器中的主机多采用典型的速度控制方式，从机跟随主机的转矩或者速度给定值，但是在实际应用中，要求转矩一致，体现在人机界面是电流一致；速度相差不大，如果速度相差过大，则可能出现了皮带打滑。这时应该张紧皮带，在将皮带机投入运行。因此主从同步典型应用中，通信内容包括速度设定值和转矩实际值。从机将根据这两个内容实时调整自身输出值，达到多台电机输出转矩动态平衡。当某台从机发生故障时，主从变频都应该停止运行，技术人员应该及时排除故障，在将变频投入运行，因此，主机还应该读取从机的运行状态。

本专利中变频器之间的主从同步通信电路的电源采用主板的DC5V供电，接插件J1、J2作为该电路中主从同步机的信号端，但主从同步机上要对该电源进行隔离放大，主从同步机之间采用光电耦合技术，分别利用第一隔离电路及第二隔离电路中的光电耦合器P1、P2进行光电隔离，并对信号进行隔离放大，增强抗干扰能力，隔离后的信号再由第一电频转换电路、第二电频转换电路分别进行电频转换，让主从机根据通信信号实时调整自身输出值，达到多台电机输出转矩动态平衡。通信信号包括速度设定值、速度实际值、频率设定值、频率实际值、电流实际值、转矩设定值及转矩实际值。

两个同步机之间采用5线连接，即两根数据发送线，两根数据接收线，一根地线，其中通信方式采用全双工通信，接口采用标准的RS422接口，波特率9600bps。本实用新型中线收发器U2及U3的通信芯片采用Maxim Integrated Products公司的MAX3087芯片。

参见图1，主从同步通信电路包括第一电频转换电路、第二电频转换电路、第一隔离电路、第二隔离电路、接插件J1、接插件J2、接插件J3、六角缓冲器U1及三极管Q1，第二隔离电路的输入信号端分别连接接插件J3及六角缓冲器U1，接插件J3及六角缓冲器U1输出的通信信号经过第二隔离电路隔离放大，六角缓冲器U1另与连接接插件J3、第二电频转换电路及第一隔离电路分别连接进行数据锁存，接插件J3另引出一端与第二电频转换电路相接，第二电频转换电路另一端接有接插件J1，第二隔离电路的输出信号端接至第一电频转换电路进行电频转换，第一电频转换电路另一端接有接插件J2，在第一电频转换电路与第一隔离电路的输入信号端连接段接有三极管Q1，作为第一隔离电路的触发开关。

具体的电路结构请见图2，现结合图2对本实用新型中的电路结构进一步说明。

第一电频转换电路包括芯片U2、电阻R4、电阻R5、电阻R6及电阻R9，芯片U2采用型号为MAX3087-EESA的线收发器，芯片U2的1号管脚接5V电源，2号管脚串联电阻R9后连接至三极管Q1的基极，芯片U2的3号管脚接至光电耦合器P2的4号端口，芯片U2的4号管脚接地，芯片U2的8号管脚、7号管脚、6号管脚及5号管脚依次连接接插件J2的5号端口、4号端口、3号端口及2号端口，在芯片U2的8号管脚上抽出一端接上拉电阻R4后接+5V直流电压，在芯片U2的7号管脚上抽出一端连接接地电阻R6后接地，芯片U2的8号管脚与7号管脚之间接有电阻R5。

第二电频转换电路包括芯片U3、电阻R10、电阻R11、电阻R12，所述的芯片U3采用型号为MAX3087-EESA的线收发器，芯片U3的1号管脚接5V电源，2号管脚连接至六角缓冲器U1的13号管脚，芯片U3的3号管脚接至接插件J3的19号端口，芯片U3的8号管脚、7号管脚、6号管脚及5号管脚依次连接接插件J1的1号端口、2号端口、3号端口及4号端口，在芯片U3的8号管脚上抽出一端接上拉电阻R10后接+5V直流电压，在芯片U3的7号管脚上抽出一端连接接地电阻R12后接地，芯片U3的8号管脚与7号管脚之间接有电阻R11。

第一隔离电路包括光电耦合器P1、电阻R7、电阻R8及电容C4，光电耦合器P1的4号端口连接六角缓存器U1接受其发出的电平信号，光电耦合器P1的4号端口与3号端口之间并联接地电容C4后接地，光电耦合器P1的4号端口与5号端口之间并联上拉电阻R7后接+5V直流电压，光电耦合器P1的2号端口连接至三极管Q1的发射极，光电耦合器P1的1号端口接电阻R8后接至5V电源。

第二隔离电路包括光电耦合器P2、电阻R1、电阻R2、电阻R3及电容C2，光电耦合器P2的1号端口连接电阻R2后连接接插件J3的20号管脚，光电耦合器P2的2号端口串联电阻R1后连接至六角缓存器U1的2号管脚，光电耦合器P2的4号端口连接至芯片U2的3号管脚，在光电耦合器P2的4号端口与3号端口之间并联接地电容C2后接地，光电耦合器P1的4号端口与5号端口之间并联上拉电阻R3后接+5V直流电压。