专利名称：逆变器、逆变器通信系统及其通信方法
技术领域：
本公开涉及一种逆变器，更具体地涉及一种在包括多个逆变器的逆变器系统中的通信方法。
背景技术：
在现代工业中，大部分驱动设备包括电动机，并且需要逆变器以精确地控制电动 机。此外，目前将可编程逻辑控制器(PLC)用作控制多个逆变器的方法。而且，在所有的工业中电动机是不可或缺的，并且因此，增长了对逆变器的需求。作为高效地控制电动机的装置，逆变器减少了电动机的电力消耗并且提高了其能效。近来，链接和操作多个电动机变得更加频繁，并且因此，通过共享关于多个逆变器的信息的链接操作变得更加频繁。如上所述，当逆变器在链接操作中时，为了顺利驱动电动机，多个逆变器需要彼此交换信息数据或者指令数据。图I是图示出现有技术的逆变器系统的配置的示意性视图。参照图I，逆变器通信系统包括通信装置10、多个逆变器20-1、20-2、20-3和20_4以及由逆变器20-1、20-2、20-3和20_4的控制来驱动的多个电动机30-1、30-2、30_3和30-4。通信装置10作为多个逆变器20-1、20-2、20-3和20_4之间通信的通信主导装置而运行。多个逆变器20-1、20-2、20-3和20_4用作通过通信线路执行与通信装置10通信的从装置。此外，多个逆变器20-1、20-2、20-3和20_4与通信装置10通过通信线路彼此交换相互的数据。通信装置10通过与多个逆变器20-1、20-2、20_3和20_4中的各个逆变器通信来收集数据，并且通过使用收集到的数据来控制多个逆变器20-1、20-2、20-3和20_4中的各个逆变器。用相同的方式，通信装置10可以在复杂系统或者大规模系统中高效地控制多个逆变器 20-1、20-2、20-3 和 20-4。然而，如果存在多个电动机30-1、30-2、30_3和30-4 (例如，二到五个电动机)，则逆变器系统的结构将变得复杂。因此，操作者可能很容易出错。此外，因为逆变器系统包括附加的通信装置10，所以增加了系统造价。此外，因为通信装置10需要安装在与多个逆变器20-1、20-2、20_3和20-4的安装地点不同的地点处，所以可能浪费安装空间。
并且，因为逆变器20-1、20-2、20_3和20_4与作为主导装置运行的通信装置10通信，所以用于与通信装置10通信的通信线路变得更长。因此，由于诸如噪声的外部环境条件，可能在通信数据中出错。
发明内容
实施例提供了一种在包括多个逆变器的系统中的高效的通信方法。实施例还提供了一种通信方法，其中多个逆变器中的一个逆变器作为与另一个逆变器通信的主导装置而运行。在一个实施例中，逆变器通信系统包括通过通信线路彼此连接的并且被分配了用于相互区别的不同的初始标识符的多个逆变器，其中，多个逆变器中的各个逆变器执行以下操作接收经先前的逆变器传送的数据帧；选择性地将接收到的数据帧传送至随后的逆变器；当有数据待传送至特定的逆变器时，生成待传送的数据帧；并且将所生成的数据帧传送至随后的逆变器。在另一个实施例中，一种逆变器包括数据接收单元，其接收经先前的逆变器传送的数据帧；数据传送单元，其选择性地将经所述数据接收单元接收到的数据帧传送至随后的逆变器；以及控制单元，当接收到数据帧时，其对数据帧中的目的地信息进行确认，并且通过使用被确认的目的地信息来选择性地将所述数据帧传送至随后的逆变器。下面的附图和说明中列举了一个以上实施例的细节。根据说明和附图以及权利要求，其他特征将是显而易见的。
图I是图示出现有技术逆变器通信系统的配置的示意性视图；图2是图示出根据实施例的逆变器通信系统的配置的示意性视图；图3是图示出根据实施例的分配给各个逆变器的初始标识符的视图；图4是图示出根据实施例的数据帧的格式的示意性视图；图5是图示出根据实施例的逆变器的配置的示意性视图；图6和图7是图示出根据实施例的逆变器通信系统的通信方法的流程图。
具体实施例方式现在将详细参照本公开的实施例，附图中图示出其示例。下面将描述所建议的实施例。图2是图示出根据实施例的逆变器通信系统的配置的示意性视图。参照图2，逆变器通信系统包括逆变器110以及由逆变器110的控制进行操作的电动机120。逆变器110包括第一逆变器110-1、第二逆变器110-2、第三逆变器110-3以及第四逆变器110-4。此外，电动机120包括由第一逆变器110-1的控制进行操作的第一电动机120_1、由第二逆变器110-2的控制进行操作的第二电动机120-2、由第三逆变器110-3的控制进行操作的第三电动机120-3，以及由第四逆变器110-4的控制进行操作的第四电动机120-4。
第一逆变器110-1、第二逆变器110-2、第三逆变器110-3和第四逆变器110-4通过通信线路彼此相互连接。也就是说，在传输线路的基础上，第一逆变器110-1连接到第二逆变器110-2 ;第二逆变器110-2连接到第三逆变器110-3 ;第三逆变器110-3连接到第四逆变器110-4 ;并且第四逆变器110-4连接到第一逆变器110-1。于是，第一逆变器110-1将数据帧传送至第二逆变器110-2 ;第二逆变器110_2将数据帧传送至第三逆变器110-3 ;第三逆变器110-3将数据帧传送至第四逆变器110-4 ;并且第四逆变器110-4将数据帧传送至第一逆变器110-1。这里，被传送的数据帧可以是由逆变器本身生成的数据帧(即传递主题)，或者与此不同，可以是由另一个逆变器生成的并且经邻近的逆变器传送的数据帧。 于是，构成逆变器系统的第一逆变器110-1、第二逆变器110-2、第三逆变器110_3和第四逆变器110-4可以通过通信线路执行相互的数据通信。此外，根据数据通信环境，第一逆变器110-1、第二逆变器110-2、第三逆变器110-3和第四逆变器110-4中的每个逆变器可以作为执行通信的主导装置。也就是说，根据数据通信环境，第一逆变器110-1可以作为主导装置而运行；第二逆变器110-2可以作为主导装置而运行；第三逆变器110-3可以作为主导装置而运行；并且第四逆变器110-4可以作为主导装置而运行。这里，被传送的数据帧包括与数据帧最终到达的最终目的地对应的逆变器信息和与数据帧最初被传送的出发点对应的逆变器信息。也就是说，当数据帧在多个逆变器之间被简单地传送时，关于将数据帧传送至多个逆变器中的哪一个逆变器的信息(即目的地信息)需要被包括在数据帧中。此外，即使数据帧包括目的地信息，由于传送错误，数据帧也可能持续停留在多个逆变器之间的通信线路上。也就是说，如果被传送的数据帧中的目的地信息被损坏或者数据帧本身被损坏，则因为不存在数据帧的最终目的地信息，所以数据帧停留在多个逆变器之间。相应地，数据帧需要包括与生成数据帧并且最初传送所生成的数据帧的逆变器对应的出发点信息。为此，首先，将初始标识符分别分配给第一逆变器110-1、第二逆变器110-2、第三逆变器110-3和第四逆变器110-4。图3是图示出根据实施例的分配给各个逆变器的初始标识符的视图。参照图3，将不同的初始标识符分别分配给第一逆变器110-1、第二逆变器110-2、第三逆变器110-3和第四逆变器110-4，所有这些逆变器构成逆变器系统。也就是说，第一逆变器110-1具有初始标识符“0x01” ；第二逆变器110-2具有初始标识符“0x02” ;第三逆变器110-3具有初始标识符“0x03” ；以及第四逆变器110-4具有初始标识符“0x04”。初始标识符是区分和标识各个逆变器的信息，并且数据帧包括与分配给各个逆变器的初始标识符对应的信息。也就是说，数据帧包括表示与最终目的地对应的逆变器的初始标识符的目的地信息，以及表示与最初出发点对应的初始标识符的出发点信息。
也就是说，如果需要待传送的数据帧，则各个逆变器生成数据帧，并且将包括了分配给本逆变器的初始标识符的出发点信息插入所生成的数据帧中。并且，各个逆变器将包括了与所生成的数据帧到达的最终目的地对应的逆变器的初始标识符的目的地信息插入数据帧中。图4是图示出根据实施例的数据帧的格式的示意性视图。参照图4，数据帧200包括诸如目的地信息210、出发点信息220、帧类型230、数据长度240、数据250以及CRC16 260的字段。目的地信息210包括与数据帧200的最终目的地对应的逆变器的初始标识符。这里，目的地信息210的字段可以由2位构成。例如，如果生成了待从第一逆变器110-1传送到第四逆变器110-4的数据帧200，则目的地信息210的字段包括分配给第四逆变器110-4的初始标识符“0x04”。 目的地信息210用于将数据帧200稳定地传送至与最终目的地对应的特定的逆变器。出发点信息220包括生成数据帧200的逆变器(即，数据帧200的出发点)的初始标识符。这里，出发点信息220的字段可以由2位构成。例如，如果生成了待从第二逆变器110-2传送到第三逆变器110-3的数据帧200，则出发点信息220的字段包括分配给第二逆变器110-2的初始标识符“0x02”。出发点信息220可以防止数据帧200由于通信错误而持续停留在通信线路上。帧类型230包括关于数据帧200中的数据的种类的信息。数据长度240包括关于数据帧200的长度的信息。数据250包括被实际传达至特定逆变器的数据。数据250的字段中的数据可以包括基本信息数据，其包括驱动方向、驱动状态以及逆变器的脱扣中的至少一个；以及指令数据，其包括逆变器的DC母线电压、输出电压、输出电流、输出频率以及输出功率中的至少一个。CRC16 260包括用于检查数据帧200中的错误的信息。如上所述，根据实施例，因为将目的地信息210添加至数据帧200，所以数据帧200被稳定地传送至对应于最终目的地的逆变器。此外，因为将出发点信息220添加至数据帧200，所以可以事先防止由于通信错误而使数据帧200持续停留在逆变器之间的通信线路上的情况.下面将更加详细地描述构成上述逆变器系统的逆变器以及逆变器的通信过程。图5是图示出根据实施例的逆变器的配置的示意性视图。参照图5，逆变器110包括数据传输单元111、数据接收单元112、存储单元113、数据帧生成单元114以及控制单元115。图5可以图示出第一逆变器110-1、第二逆变器110-2、第三逆变器110_3和第四逆变器110-4中的一个逆变器的配置。数据传输单元111将数据帧传送至邻近的另一个逆变器。也就是说，数据传输单元111将数据帧传送至连接至通信线路的邻近的逆变器，即基于具有其自己的初始标识符的当前逆变器(或称为本逆变器)的具有所分配的随后的初始标识符的随后的逆变器。
这里，通过数据传输单元111传送的数据帧可以是从数据帧生成单元114生成的数据帧，或者可以是从具有所分配的先前的初始标识符的先前的逆变器传送到具有其自己的初始标识符的当前逆变器中的数据帧。数据接收单元112接收从邻近的另一个逆变器传送的数据帧。存储单元113存储用于驱动逆变器110所必需的各种程序和信息。尤其是，存储单元113存储了分配给其逆变器的初始标识符。数据帧生成单元114生成待传送至邻近的逆变器的数据帧。也就是说，数据帧生成单元114生成具有与图4相同格式的数据帧。这里，所生成的数据帧的出发点信息包括本逆变器的初始标识符。因为出发点信息对应于数据帧的出发点的信息，即生成数据帧的逆变器的初始标识符，所以数据帧生成单元114通过使用分配给本逆变器的初始标识符构成出发点信息。
控制单元115控制逆变器110的整个操作。尤其是，当控制单元115控制电动机的操作时，在需要将数据传送至另一个逆变器的情况下，从数据帧生成单元114生成待传送至另一个逆变器的数据帧。这里，控制单元115对数据帧被传送至的逆变器的初始标识符进行确认。于是，控制单元115基于被确认的初始标识符建立数据帧的目的地信息，并且基于本逆变器的初始标识符建立数据帧的出发点信息。此外，在接收到经数据接收单元112传送的数据帧时，控制单元115对数据帧中的目的地信息进行确认。也就是说，控制单元115确认接收到的数据帧的目的地信息中的初始标识符是否是分配给本逆变器的初始标识符。于是，当接收到的数据帧的目的地信息中的初始标识符与分配给本逆变器的初始标识符相同时，控制单元115应用数据帧的数据字段中的数据。并且，当接收到的数据帧的目的地信息中的初始标识符与分配给本逆变器的初始标识符不同时，控制单元115将接收到的数据帧传送至邻近的逆变器。这里，在将接收到的数据帧传送至邻近的另一个逆变器之前，控制单元115对数据帧中的出发点信息进行确认，并且因此确认出发点信息是否对应于分配给本逆变器的初始标识符。也就是说，控制单元115确认接收到的数据帧是否是由本逆变器生成的数据帧。并且，当接收到的数据帧对应于由本逆变器生成的数据帧时，控制单元115判定数据帧由于通信错误而停留在通信线路上，并且因此删除接收到的数据帧而不将其传送至另一个逆变器。也就是说，当接收到的数据帧中的出发点信息与本逆变器中的初始标识符不同时，控制单元115将数据帧传送至邻近的另一个逆变器。如上所述，通过使用数据帧中的出发点信息和目的地信息，逆变器110将接收到的数据帧传送至邻近的另一个逆变器。此外，一旦有数据待传送至另一个逆变器，逆变器110生成包括具有数据待被传送至的逆变器的初始标识符的目的地信息的数据帧，并且将数据帧传送至邻近的另一个逆变器。因为逆变器与邻近的另一个逆变器经过环形的通信线路实现通信系统，所以可以在逆变器链接系统中以较小的花费实现高效的通信系统，并且所有的逆变器可以作为主导装置运行。系统配置变得更容易。图6和图7是图示出根据实施例的逆变器通信系统的通信方法的流程图。图6是图示出当数据从本逆变器待传送到另一个特定的逆变器时的流程图。图7是图示出当数据帧从另一个逆变器传送到本逆变器时的操作的流程图。下面，将基于操作在第一逆变器110-1中执行的假设来描述图6。然而，图6的操作可以不是在第一逆变器110-1中执行，而是在第二逆变器110-2、第三逆变器110-3和第四逆变器110-4中的任一个逆变器中执行。 参照图6，首先，在操作SllO中，在第一电动机120-1的操作控制期间，第一逆变器110-1确认是否有数据待传送至另一个逆变器。也就是说，第一逆变器110-1确认是否有待传送至另一个逆变器的包括驱动方向、驱动状态以及逆变器的脱扣中的至少一个的信息数据，或者包括逆变器的DC母线电压、输出电压、输出电流、输出频率和输出功率中的至少一个的指令数据的传送事件发生。基于操作SllO的判定结果，如果有数据待传送至另一个逆变器，则第一逆变器110-1对数据待被传送至的逆变器的初始标识符进行确认。例如，如果有数据待从第一逆变器110-1传送至第三逆变器110-3，则在操作S120中，第一逆变器110-1对分配给第三逆变器110-3的初始标识符进行确认。初始标识符被存储在逆变器110的存储单元113中。第一逆变器110-1对数据待传送至的逆变器的初始标识符进行确认，并且通过使用被确认的初始标识符来建立目的地信息。此外，在操作S130中，第一逆变器110-1通过使用分配给本逆变器的初始标识符来建立出发点信息，并且生成包括了目的地信息和出发点信息的数据帧。也就是说，第一逆变器110-1生成数据帧，该数据帧包括具有分配给本逆变器的“ 0x01 ”的初始标识符的出发点信息、具有分配给第三逆变器110-3的“ 0x03 ”的初始标识符的目的地信息、以及待传送至第三逆变器110-3的数据。接着，在操作S140中，第一逆变器110-1将所生成的数据帧传送至连接至通信线路的邻近的另一个逆变器。也就是说，第一逆变器110-1将所生成的数据帧传送至通过通信线路连接的第二逆变器110-2。下面将描述上述经被传送的数据帧的通信过程。下面，将基于操作在第二逆变器110-2中执行的假设来描述图7。然而，显而易见的是，操作可以在第一逆变器、第三逆变器和第四逆变器中执行。参数图7，在操作S210中，第二逆变器110-2确认是否经邻近的逆变器接收到数据帧。也就是说，第二逆变器110-2的控制单元115确认是否经数据接收单元112接收到数据帧。也就是说，第二逆变器110-2确认是否经第一逆变器110-1接收到数据帧。基于操作S210中的判定结果，如果在第二逆变器110-2中接收到数据帧，则在操作S220中，第二逆变器110-2对接收到的数据帧中的目的地信息进行确认。也就是说，第二逆变器110-2通过使用数据帧中的目的地信息来对与数据帧的最终目的地对应的逆变器的初始标识符进行确认。接着，在操作S230中，第二逆变器110-2判定与最终目的地对应的被确认的逆变器的初始标识符是否与本逆变器的标识符相同。基于操作S230中的判定结果，如果与最终目的地对应的被确认的逆变器的初始标识符与本逆变器的标识符相同，则在操作S240中，第二逆变器110-2分析接收到的数据帧。也就是说，当接收到的数据帧中的最终目的地是本逆变器时，第二逆变器110-2分析数据帧中的数据字段。并且，在操作S250中，为了驱动第二电动机120-2，第二逆变器110-2应用在所分析的数据字段中的数据。另外，基于操作S230中的判定结果，如果与最终目的地对应的被确认的逆变器的初始标识符与本逆变器的标识符不同，则在操作S260中，第二逆变器110-2对接收到的数据帧中的出发点信息进行确认。
也就是说，第二逆变器110-2对最初传送该接收到的数据帧的逆变器的初始标识符(即生成数据帧的逆变器的初始标识符)进行确认。当对最初传送该数据帧的逆变器的初始标识符进行确认时，在操作S270中，第二逆变器110-2判定被确认的初始标识符是否与本逆变器的初始标识符相同。也就是说，第二逆变器110-2判定接收到的数据帧是否是由第二逆变器110-2自己生成的数据帧。当接收到的数据帧是由第二逆变器110-2自己生成的时，在操作S280中，第二逆变器110-2删除接收到的数据帧。也就是说，如果接收到的数据帧是由第二逆变器110-2自己生成的，则第二逆变器110-2判定数据帧由于通信错误而停留在通信线路上，并且因此删除接收到的数据帧。此外，如果接收到的数据帧不是由第二逆变器110-2自己生成的，则第二逆变器110-2将接收到的数据帧传送至邻近的另一个逆变器，即第三逆变器110-3。接着，当数据帧从第二逆变器110-2传送至第三逆变器110-3时，第三逆变器110-3执行图7的操作S210至S290。根据实施例，可以在逆变器链接系统中以较小的花费实现高效的通信系统，并且所有的逆变器可以作为主导装置运行。系统配置变得更容易。尽管已参照数个其图示的实施例描述了实施例，但是应理解的是，本领域技术人员能够设想出许多落入本公开原理的精神和范围内的其他改进和实施例。尤其是，在本公开、附图和所附的权利要求的范围内，可以对主题组合布置的组成部件和/或布置方式进行各种变化和改进。除了对组成部件和/或布置方式的变化和改进以外，对本领域技术人员来说，替代使用也是显而易见的。
权利要求
1.一种逆变器通信系统，其被分配了不同的初始标识符并且通过经通信线路共享信息来执行链接操作，所述逆变器通信系统中的多个逆变器中的各个逆变器执行以下操作 接收经先前的逆变器传送的数据帧； 选择性地将接收到的数据帧传送至随后的逆变器； 当有数据待传送至特定的逆变器时，生成待传送的数据帧；并且 将所生成的数据帧传送至随后的逆变器。
2.根据权利要求I所述的逆变器通信系统，其中，当接收到的数据帧中的目的地信息与分配给多个逆变器中的一个逆变器的初始标识符相同时，这个逆变器通过应用数据帧中的数据来控制电动机；并且 如果接收到的数据帧中的目的地信息与分配给这个逆变器的初始标识符不同，则这个逆变器将接收到的数据帧传送至随后的逆变器。
3.根据权利要求I和2中的任一项所述的逆变器通信系统，其中，所述数据帧包括出发点信息，该出发点信息具有最初传送所述数据帧的逆变器的初始标识符。
4.根据权利要求3所述的逆变器通信系统，其中，多个逆变器中的各个逆变器作为主导装置运行，当有数据待传送至特定的逆变器时，所述各个逆变器生成待传送的数据帧并且将所生成的数据帧传送至随后的逆变器， 其中，所生成的数据帧包括具有所述数据帧到达的逆变器的初始标识符的目的地信息以及具有所述数据帧出发的逆变器的初始标识符的出发点信息。
5.根据权利要求4所述的逆变器通信系统，其中，当接收到的数据帧中的出发点信息与分配给多个逆变器中的一个逆变器的初始标识符相同时，这个逆变器删除接收到的数据帧；并且当所述出发点信息与分配给多个逆变器中的一个逆变器的初始标识符不同时，这个逆变器将接收到的数据帧传送至随后的逆变器。
6.—种逆变器,包括 数据接收单元，其接收经先前的逆变器传送的数据帧； 数据传送单元，其选择性地将经所述数据接收单元接收到的数据帧传送至随后的逆变器；以及 控制单元，当接收到数据帧时，其对数据帧中的目的地信息进行确认，并且通过使用被确认的目的地信息来选择性地将所述数据帧传送至随后的逆变器， 其中，所述目的地信息是所述数据帧最终到达的逆变器的初始标识符；并且 当目的地信息与分配给本逆变器的初始标识符相同时，所述控制单元通过应用接收到的数据帧来驱动电动机，并且当目的地信息与分配给本逆变器的初始标识符不同时，所述控制单元将接收到的数据帧传输至随后的逆变器。
7.根据权利要求6所述的逆变器，进一步包括数据帧生成单元，当有数据待传送至特定的逆变器时，所述数据帧生成单元生成待传送至特定的逆变器的数据帧， 其中，将具有所生成的数据帧最终到达的逆变器的初始标识符的目的地信息插入所生成的数据帧中。
8.根据权利要求7所述的逆变器，其中，所述生成的数据帧包括生成该数据帧的逆变器的初始标识符。
9.根据权利要求8所述的逆变器，其中，当接收到的数据帧的目的地信息与分配给本逆变器的初始标识符不同时，所述控制单元对接收到的数据帧的出发点信息进行确认； 当被确认的出发点信息与分配给本逆变器的初始标识符相同时，所述控制单元删除接收到的数据帧；并且 当被确认的出发点信息与分配给本逆变器的初始标识符不同时，所述控制单元将接收到的数据帧传送至随后的逆变器。
10.一种逆变器的通信方法，包括 接收经先前的逆变器传送的数据帧； 对接收到的数据帧中的目的地信息进行确认； 判定被确认的目的地信息与分配给本逆变器的初始标识符是否相同； 当所述目的地信息与分配给本逆变器的初始标识符相同时，通过应用接收到的数据帧来驱动电动机；并且 当所述目的地信息与分配给本逆变器的初始标识符不同时，将接收到的数据帧传送至随后的逆变器。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括当有数据待传送至特定的逆变器时，生成待传送至特定的逆变器的数据帧；以及 将具有所生成的数据帧最终到达的逆变器的初始标识符的目的地信息插入所生成的数据帧中。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述数据帧的生成包括生成具有生成该数据帧的逆变器的初始标识符的出发点信息的数据帧。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，经先前的逆变器而接收到的数据帧是由本逆变器生成的数据帧或者由另一个逆变器生成的数据帧。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括 当被确认的目的地信息与分配给本逆变器的初始标识符不同时，对接收到的数据帧中的出发点信息进行确认， 其中，当被确认的出发点信息与分配给本逆变器的初始标识符不同时，将所述数据帧传送至随后的逆变器。
15.根据权利要求14所述的方法，当被确认的出发点信息与分配给本逆变器的初始标识符相同时，进一步包括删除接收到的数据帧。
全文摘要
本发明提供了一种逆变器、逆变器通信系统及其通信方法。所述系统包括通过通信线路彼此连接的并且被分配了用于相互区别的不同的初始标识符的多个逆变器，其中，多个逆变器中的各个逆变器执行以下操作接收经先前的逆变器传送的数据帧；选择性地将接收到的数据帧传送至随后的逆变器；当有数据待传送至特定的逆变器时，生成待传送的数据帧；并且将所生成的数据帧传送至随后的逆变器。
文档编号H04L1/00GK102820948SQ20121018148
公开日2012年12月12日 申请日期2012年6月4日 优先权日2011年6月8日
发明者李凤起 申请人:Ls产电株式会社