MD380总体技术方案Word文档下载推荐.docx
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0.7G
1.5G
2.2G
3.7G
C
5.5P
5.5G
7.5P
7.5G
D
11P
11G
15P
15G
18.5P
18.5G
E
22P
22G
30P
30G
37P
37G
F
45P
45G
55P
55G
75P
75G
G
90P
90G
110P
110G
H
132P
132G
160P
160G
200P
I
200G
220P
220G
250P
250G
280P
280G
315P
315G
J
355P
355G
400P
400G
450P
450G
500P
500G
560P
并联
560G
630P
630G
710P
710G
800P
800G
900P
500DY
560DY
630DY
710DY
800DY
900DY
1000DY
1100DY
1.3引用的标准和规范
无
1.4缩略词和术语定义
2、电气方案设计
2.1系统原理
图2-1系统原理图
变频器主电路拓扑采用交－直－交整流逆变型拓扑。
三相交流电经不可控整流单元整流滤波后的到平稳的直流，逆变单元通过PWM调制将直流逆变为频率，幅值可变的三相交流电。
控制单元通过用户设置，系统给定，编码器反馈，电压电流采样，实时计算产生PWM脉冲波控制逆变单元产生三相交流驱动电机。
2.2系统架构
图2-2系统框图
MD380采用单芯片架构，避免MD320双芯片架构所带来的系统响应的问题。
双芯片方案中由于电机性能控制和电机功能控制是由不同的CPU完成，相互之间通过SPI连接，数据交换的瓶颈使的MD320在一些要求高速响应的情况下不能快速响应系统控制指令。
MD380采用一片TMS320F2808完成电机性能和功能控制，通过内部RAM数据交换，快速响应系统控制指令。
MD380提供硬件逐波限流技术，使系统报故障的几率大大降低，同时还能有效的保护系统损坏。
同时还提供双编码器接口，兼容差分、OC、UVW、Sin/Cos、旋转变压器等编码器。
一路用与连接被控电机，另外一路用于定位控制，这些使得MD380比MD320有更广阔的市场应用领域。
MD380除支持通用的MODBUS协议外，还可以支持得到广泛应用的Profibus总线，通过后续的开发可以提供更丰富的总线支持。
可以无缝集成到工厂集中控制环境中，便于工厂自动化建设。
MD380集成真正意义的可编程扩展卡，该可编程扩展卡是一个独立的PLC，通过内部厂家协议与变频器无缝连接在一起。
可编程卡节省了用户投资，通过内部特殊的控制变量可以更灵活控制变频器。
MD380还增加了虚拟IO功能，可以将远程设备如数据采集单元采集的数字量、模拟量，控制系统中间变量做为本机IO或者变量。
2.3系统组成
MD380是MD320升级而来，在系统组成上基本相同，如下表
表2.3.1MD380系列系统组成
描述
功率单元
借用MD320
驱动电路
借用MD320（SizeE新设计，不完全借用）
散热器
控制板
新设计，采用TMS320F2808DSP平台
键盘显示
新设计
扩展板
兼容老扩展板，带位置控制的控制板是新设计
PG卡
Size完全BCD借用MD320N,SizeE新设计
新设计，但外形尺寸保持和MD320兼容
2.3系统接口
2.3.1主回路端子
参见《MD380开发规格书》6.1
2.3.2控制端子
参见《MD380开发规格书》6.2
2.4电气关系
参见图2-2
2.5主回路设计
保持和MD320一致
3、结构方案设计
MD380功率等级从0.4kW～450kW，共分9个体积。
其中SizeB/C/D结构借用已经完成开发的MD320N结构，在此基础上SizeE～J在外观造型上沿用MD320N的风格。
SizeE由钣金结构改为塑胶结构
SizeF～J保持钣金结构，在满足需求的情况下外形尺寸最大程度保持与MD320一致。
初步外形尺寸如下表。
表3.1外形尺寸及安装尺寸
功率（kW）
Size
H（mm）
W（mm）
D（mm）
H1（mm）
W1（mm）
H2（mm）
W2（mm）
0.4
186
125
164
172
113
204
76
0.75
1.5
2.2
3.7
248
160
183
236
148
266
100
5.5
7.5
322
208
192
305
190
342
136
11
15
18.5
430
280
220
412
265
/
22
30
37
575
385
260
600
250
45
55
75
700
460
320
730
340
90
110
880
580
370
910
450
132
200
980
650
380
1030
420
315
1200
800
400
1300
540
355
H：
外形长度
W：
外形宽度
D：
外形高度
H1：
普通安装时的安装长度
W1：
普通安装时的安装宽度
H2：
散热器外装时的安装长度
W2：
散热器外装时的安装宽度
具体详细结构方案设计参见各体积的结构方案设计。
4、系统测试方案
4.1开发阶段样机系统测试
参见《MD380系统测试方案》。
4.2中试阶段样机型式试验
5、单元技术规格
MD380系列变频器在功率模块，驱动单元借用MD320。
在MD320的基础上更改了结构，控制单元。
控制单元的单板基本重新设计，MD380新增单板如下表所示。
表5-1MD380新增单板列表
单板名称
通用
全系列通用控制板
MST552KZ1
塑胶件键盘显示板
MST552GA1
参数拷贝卡
MD38CP
扩展卡
扩展接口1
PG接口扩展卡，OC与差分输入兼容，选件
MD38PG1
PG接口扩展卡，差分输入，带差分分频输出，选件
MD38PG2
PG接口扩展卡，实现UVW编码器，选件
MD38PG3
PG接口扩展卡，实现旋转变压器接口，选件
MD38PG4
PG接口扩展卡，实现SIN/COS码盘接口，选件
MD38PG5
扩展接口2
不隔离PG卡：
满足SizeB结构，实现位置控制（带RS485?
）
MD38PGB
DP卡：
SIZE-C及以上通用，SizeB外置，选件
MD38DP
简易IO卡：
满足SizeB结构，仅DIx2，DOx1、AIx1（带RS485?
MD38EIO
定位PG卡：
隔离的差分PG卡，并带IO卡相同的IO资源，无分频输出
MD38DW
PLC卡：
用户可编程扩展卡
MD38PLC
驱动
MD380SizeE专用驱动板
MST183QD1
5.1控制板技术规格
5.1.1单板名称和型号
MD380全系列共用一块控制板，单板名称为：
5.1.2单板电气性能和功能描述
表5.1.1控制板电气性能和功能描述
电源输入
来自驱动板：
5V，±
15V，GND和隔离24V，COM
电源输出
10V和隔离24V输出
驱动板接口
兼容MD320DSP接口，通过34PIN排线连接
输入输出IO
兼容MD320：
2xAI,1xAO,5xDI,2xDO,1xRELAY
扩展接口
兼容老扩展卡，同时可增加编码器接口
PG接口
满足差分，OC，UVW，旋变等编码器输入
键盘显示接口
满足5xLED，9xKEY
具体参见《MD380开发规格书》
5.1.3输入输出接口
表5.1.2通用PG接口
PIN
标号
1
QEP1A
DSP通用GPIO,可通过设置定义为QEP，SCI，CAN，SPI等功能
2
QEP1B
3
QEP1Z
4
GP22
5
GP34
6
7
VCC
5V电源
8
GND
9
UU4
模拟量输入，做Sin/Cos模拟量输入，也做UVW数字量输入
10
UU5
UU6
12
UU7
13
14
COM
24V隔离电源
16
17
24V
18
表5.1.3扩展板接口
DI6
普通DI,5VHC电平
DI7
QEP-B
通用GPIO,可做SPIMI,也可做QEPB
QEP-Z
通用GPIO,可做SPICLK,也可做QEPZ
CANATXD
通用GPIO,可做SPIHL,也可做CANATXD
DI8
AI3
±
3V模拟量输入
AO2
AO2-PWM与FM复用
RTS485
RS485通讯接口
SCIARXD
SCIATXD
DI9
CANARXD
通用GPIO,也可做CANARXD
RESET
复位信号
19
QEP-A
通用GPIO,可做SPIMO,也可做QEPA
20
RELAY2
普通DO,5VHC电平,驱动继电器
21
DO2
普通DO,5VHC电平
DI10
23
15V
15V，GND
24
-15V
25
5V
26
27
28
表5.1.4用户端子
分类
端子记号
端子功能说明
技术规格
数字
输入
DI1-DI4
普通多功能输入端子
隔离漏源极输入可编程端子,输入频率<
100Hz
DI5
多功能高速脉冲输入端子
最高输入频率100kHz
OP
多功能输入端子公共端
内部与COM、24V隔离，出厂通过跳线与+24V短接
电源
板内提供24V
24V±
10%，空载虚电压不超过30V，最大输出电流200mA,内部与OP/CME/GND隔离
板内24V地
内部与CME、GND隔离
输出
DO1
DO1:
开路集电极输出
隔离漏源极输出可编程端子24VDC/50mA
FM
FM:
可编程脉冲频率输出
作数字输出，内部射极与COM连（可作为普通可编程开路集电集端子），最高输出频率100kHz
CME
开路集电极输出公共端
内部与COM、GND隔离，出厂通过跳线与COM短接
模拟输入输出
+10V
10V模拟电压输出
10V±
10%，最大10mA
模拟地
内部与COM、CME隔离
AI1
模拟单端输入通道AI1
0～10V，12位分辨率，校正精度0.5％
AI2
模拟单端输入通道AI2
0～10V/0～20mA12位分辨率,校正精度0.5％
AO1
模拟输出1
0～10V（0～20mA,12位分辨率,校正精度1％
继电器输出
TA/TB/TC
TA-TB：
常闭；
TA-TC：
常开，触点容量：
250VAC/3A（COS=0.4）
5.1.4单板结构工艺要求
1、单板尺寸范围
与MD320控制板尺寸完全一致。
2、单板布局
控制板采用双面贴片，双面插件的方式布局。
3、PCB层数和PCBA的设计要求
四层板（1.6mm厚度）；
表面贴装和插装器件混合使用。
4、单板生产工艺
双面回流焊＋单面波峰焊＋手工后补焊的方式生产。
5、单板测试策略和工装夹具设计
进行ICT测试和功能测试。
详细过程由单板调试说明文件定义。
6、新工艺、新材料、器件工艺
无。
5.1.5软件接口
MD380为单芯片架构，由一片主控MCU（TMS320F2808）完成电机性能和功能控制，其资源分配如下。
表5.1.5DSP资源分配
Pin
管脚功能
用途（MD380）
F1
F2
F3
F4
47
GPIO0
EPWM1A
-
PWM
44
GPIO1
EPWM1B
SPISIMOD
GPIO2
EPWM2A
48
GPIO3
EPWM2B
SPISOMID
51
GPIO4
EPWM3A
53
GPIO5
EPWM3B
SPICLKD
ECAP1
56
GPIO6
EPWM4A
EPWMSYNCI
EPWMSYNCO
DRIVE
58
GPIO7
EPWM4B
SPISTED
ECAP2
HDO-1/AO-2
60
GPIO8
EPWM5A
CANTXB
ADCSOCAO
BREAK
61
GPIO9
EPWM5B
SCITXDB
ECAP3
AO-1/HDO-2
64
GPIO10
EPWM6A
CANRXB
ADCSOCBO
RELAY
70
GPIO11
EPWM6B
SCIRXDB
ECAP4
HDI-1
GPIO12
TZ1
SPISIMOB
过流
95
GPIO13
TZ2
SPISOMIB
CBC
GPIO14
TZ3
SPICLKB
GPIO15
TZ4
SPISTEB
50
GPIO16
SPISIMOA
TZ5
DI,DO,显示，键盘
52
GPIO17
SPISOMIA
TZ6
54
GPIO18
SPICLKA
57
GPIO19
SPISTEA
63
GPIO20
EQEP1A
SPISIMOC
QEP1/旋变RDVEL
67
GPIO21
EQEP1B
SPISOMIC
71
GPIO22
EQEP1S
SPICLKC
72
GPIO23
EQEP1I
SPISTEC
83
GPIO24
EQEP2A
QEP2-A/HDI-1
91
GPIO25
EQEP2B
QEP2-B
99
GPIO26
EQEP2I
QEP2-I
79
GPIO27
EQEP2S
485-R/T
92
GPIO28
SCIRXDA
SCI，编程
DP卡/PLC卡接口
GPIO29
SCITXDA
GPIO30
CANRXA
GPIO或者监控
GPIO31
CANTXA
GPIO32
SDAA
EEPROM
GPIO33
SCLA
43
GPIO34
旋变sample
5.2位置控制扩展板技术规格
5.2.1单板名称和型号
选件，MD380带定位功能的扩展IO卡，单板名称为：
5.2.2输入输出接口
表5.2.1用户端子
通讯接口
485＋
485差分信号正端
标准RS-485通讯接口
485－
485差分信号负端
编码器接口
A+
编码器A相正端
仅差分，可提供5V电源，最大100mA,输入频率<
300kHz
A-
编码器A相负端
B+
编码器B相正端
B-
编码器B相负端
Z+
编码器Z相正端
Z-
编码器Z相负端
PGP
编码器5V电源
编码器电
升级会员 