MD380总体技术方案

1、专业资料word完美格式总体技术方案专业资料word完美格式产品总体技术方案编制的说明：1、产品总体技术方案的制定及更改控制：在计划阶段，系统工程师（项目经理）组织相关人员根据产品规格书，并在考虑成 本分析和资源计划要求的情况下，进行系统设计，编制产品总体技术方案。经过评审的产品总体技术方案必须归档并纳入更改控制。在开发的后续阶段，如有 必需，产品总体技术方案也会被更新，但必须经过系统工程师审核，召集系统组或 总体组评审，由总体办备案。产品总体技术方案的每一次更改，应由系统工程师进行一次版本升级和发布，保证 项目组及相关部门使用的总体技术方案为有效版本。2、产品总体技术方案的内容要求：产品总体

2、技术方案包括对产品的名称和型号、系统组成和接口关系、主回路初步设 计和关键器件选型、系统测试方案、整机结构工艺方案、单元的技术规格、EMC防护和可靠性方案的设计以及存在的风险进行全面描述。产品总体技术方案的描述应该全面、清晰，各单元之间接口关系的定义只能有唯一 的解释。总体技术方案的内容应明确产品的规格书提出各项要求的实现方式或过程。 单元的规格描述应按产品规格书描述的方法进行。总体技术方案不应再描述实现单元规格的方式或过程，以及单元内部的接口关系， 这些将在单元的设计中描述。3、产品总体技术方案的用途：产品总体技术方案是产品开发过程中最重要的文档之一。它将作为开发活动任务分 解的依据，各个分

3、解单元概要设计的依据和实现的目标，也将作为开发计划和单元 测试验收的依据，还将作为产品宣传、产品维护、技术培训、技术交流以及技术积 累的资料来源。4、保密要求：产品总体技术方案属于机密文件，所有文档的创作者及使用者都负有保密责任。专业资料word完美格式目录1 设计背景. 41.1 总体技术方案编制的依据. 41.2 总体技术方案描述的产品名称和型号 . 41.3 引用的标准和规范 . 61.4 缩略词和术语定义 . 62、 电气方案设计 . 72.1 系统原理. 72.1.1 系统原理图 . 错误！未定义书签。2.2 系统架构. 72.3 系统组成. 82.3 系统接口 . 82.3.1主回

4、路端子. 82.3.2控制端子. 82.4 电气关系. 82.5 主回路设计. 83、 结构方案设计 . 84、 系统测试方案 . 94.1 开发阶段样机系统测试 . 94.2 中试阶段样机型式试验 . 95、 单元技术规格 . 105.1 控制板技术规格 . 105.1.1单板名称和型号 . 105.1.2单板电气性能和功能描述 . 105.1.3输入输出接口 . 105.1.4单板结构工艺要求 . 125.1.5软件接口 . 125.2 位置控制扩展板技术规格 . 135.2.1单板名称和型号 . 135.2.2输入输出接口 . 135.2.3单板结构工艺要求 . 145.3 驱动板技术规

5、格 . 145.5 散热器技术规格 . 156、 电磁兼容性（EMC、可靠性和可维护性、防护性和安规的方案设计 . 156.1 EMC 的方案设计. 156.2 可靠性和可维护性的方案设计 . 156.3 防护性和安规的方案设计 . 157、 风险分析和评估 . 157.1 风险分析. 157.2 风险评估和缓解措施 . 158、 附件. 15专业资料word完美格式1、设计背景1.1总体技术方案编制的依据MD38 总体技术方案是依据产品规格书和需求分析报告，并考虑到产品的成本分析报告，以及公司现有的开发人员、技术储备和测试装备的条件和M D 3 8 产 品 开 发 计 划 的 要 求 而 编

6、 制 的 。MD38 是 MD32 啲升级版本，MD38 相对于 MD32 有如下改变：表 1-1 MD380 vs MD320 比较项目子项MD380 相对 MD320 的改变总体功率段:MD380 覆盖 MD320 全部功率段电压等级覆盖 MD320 电压等级，新增加三相 480VAC 电压等级主拓扑不变，借用 MD320 驱动部分结构借用BCD 结构借用 MD320N塑胶Size E 改为塑胶结构钣金全新优化设计，保持 320N 风格，盖板全改为上下盖板结构硬件DSP 平 台:选用 280XDSP 平台，相对于 2403 资源更丰富，性能更强大硬件性能增加硬件逐波限流，双编码器接口设计等

7、软件软件性能:更快速的系统响应，控制精度提高等软件功能增加位置扩展，更多实用功能等非标整合将 80%的非标整合进通用产品中生产支持自动测试，自校正，更短的的测试时间等MD38 借用 MD32 功率驱动部分，结构上 Size B/C/D 借用 MD320 结构，后续新设计的结构风格与MD320 保持一致。因此本总体技术方案侧重于控制系统架构，软件的优化、结构优化方面的描述。1.2总体技术方案描述的产品名称和型号表 1.2 MD380 系列型号功率等级(kW)电压等级(V)单相 220V三相 220V三相 380V三相 480V三相 690V单机0.4GB0.7GBB1.5GBB2.2GBB3.7

8、GC5.5PC5.5GC7.5PC7.5GD11PD11GD15PDr 15GD18.5PD18.5GE22PE22GE30PE专业资料word完美格式功 率 等级(kW)电压等级(V)单相 220V三相 220V三相 380V三相 480V三相 690V30GE37PE37GF45PF45GF55PF55GF75PF75GG90PG90GG110PG110GH132PH132GHH160PHH160GHH200PIHP 200GIH220PIH220GIH250PIH:250GIH280PII280GII315PII315GJI355PJI355GJI400PJJ400GJJ450PJJ45

9、0GJ500PJ500GJ:560PJ并联450GIr 500PI500GI560PI560GJI630PJI630GJJ710PJJ710GJJ专业资料word完美格式功率等级(kW)电压等级(V)单相 220V三相 220V三相 380V三相 480V三相 690V800PJJ800GJ900PJ500DYI560DYI630DYIP 710DYJI800DYJJ900DYJJ1000DYJ1100DYJ1.3引用的标准和规范无1.4缩略词和术语定义专业资料word完美格式2、电气方案设计2.1系统原理图 2-1 系统原理图专业资料word完美格式变频器主电路拓扑采用交-直-交 整流逆变型

10、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,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 PW 脉冲波控制 逆变单元产生三相交流驱动电机。2.2系统架构机性能控制和电机功能控制是由不同的CPI 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。MD38 采用一片 TMS320F280 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。MD38 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

11、编码器接口，兼容差分、OGUVWSin/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MD38 比匕 MD32 有更广阔的市场应用领域。MD38 除支持通用的 MODBUS 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。MD38 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。MD38 还增加了虚拟 IO 功能，可以将远程设备如数据采

12、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MD38 是 MD32 升级而来，在系统组成上基本相同，如下表表 2.3.1 MD380 系列系统组成项目描述功率单元借用 MD320驱动电路借用 MD320（Size E 新设计，不完全借用）逆变单元通过 PW 调制将直流逆变为图 2-2 系统框图MD38 采用单芯片架构，避免 MD32 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专业资料word完美格式散热器借用 MD320控制板新设计，采用 TMS320F2808 DSF 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 卡新

13、设计塑胶Size 完全 BCD 借用 MD320N,Size E 新设计钣金新设计，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MD38 开发规格书6.12.3.2控制端子参见MD38 开发规格书6.22.4电气关系参见图 2-22.5主回路设计保持和 MD32 一致3、结构方案设计MD38 功率等级从 0.4kW450kW 共分 9 个体积。其中 Size B/C/D 结构借用已经完成开发的MD320N结构，在此基础上 Size EJ 在外观造型上沿用 MD320 的风格。Size E 由钣金结构改为塑胶结构Size FJ 保持钣金结构，在满足需求的情况下外形尺寸最

14、大程度保持与MD32 一致。初步外形尺寸如下表。专业资料word完美格式表 3.1 外形尺寸及安装尺寸功率(kW)SizeH(mm) I W(mm)D(mm)H1(mm)W1(mm)H2(mm)W2(mm)0.4B186125164172113204760.751.52.23.7C2481601832361482661005.57.5D322208192305190342136111518.5E430280220412265/223037F575385260600250/455575G700460320730340/90110H880580370910450/132160200I9806503

15、801030420/220250280315J12008004001300540/355400H:H:外形长度W W 外形宽度D:D:外形高度H1H1:普通安装时的安装长度W1:普通安装时的安装宽度H2:H2:散热器外装时的安装长度W2W2 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MD38 系统测试方案。专业资料word完美格式4.2中试阶段样机型式试验参见MD38 系统测试方案。专业资料word完美格式5、单元技术规格MD38 系列变频器在功率模块，驱动单元借用MD320 在 MD32 啲基础上更改了结构，控制单元。控制

16、单元的单板基本重新设计，MD38 新增单板如下表所示。表 5-1 MD380 新增单板列表目项扩展卡扩展接口1差件选口接口昔扩展接口275 SR带/_k件选外B S水D? 5S R带/_k X、1X oD 2XDI仅结Bzzs足满% Q易简*p分差的离畐3一动区马5.1控制板技术规格5.1.1 单板名称和型号MD38 全系列共用一块控制板，单板名称为：MST552KZ15.1.2 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项目描述电源输入: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 MD320 DSP

17、接口，通过 34PIN 排线连接输入输出 I0兼容 MD320 2xAI,1xAO,5xDI,2xDO,1xRELAY扩展接口:兼容老扩展卡，冋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 5 x LED , 9 x KEY具体参见MD38MD38 开发规格书5.1.3输入输出接口表 5.1.2 通用 PG 接口PIN号标描述1QEP1ADSP 通用 GPIO,可通过设置定义为 QEP SCI, CAN SPI 等功能2QEP1B3 TQEP1Z4GP22专业资料word完美格式5GP34专业资料word完美格式PIN号标描述67VCC5V 电源8GND9

18、UU4模拟量输入，做 Sin/Cos 模拟量输入，也做 UVW 数字量输入10UU511UU612UU7131415COM24V 隔离电源16COM仃24V1824V表 5.1.3 扩展板接口PIN号标描述1COM24V 隔离电源2COM3 :24V424V5DI6普通 DI,5V HC 电平6DI7普通 DI,5V HC 电平7QEP-B通用 GPI0,可做 SPIMI,也可做 QEPB8QEP-Z通用 GPI0,可做 SPICLK,也可做 QEPZ9CANATXD通用 GPI0,可做 SPIHL,也可做 CANATXD10DI8普通 DI,5V HC 电平11AI3 3V 模拟量输入12A

19、O2AO2-PWM 与 FM 复用13RTS485RS485 通讯接口14SCIARXD15SCIATXD16 :DI9普通 DI,5V HC 电平17CANARXD 通用 GPI0,也可做 CANARXD18RESET复位信号19QEP-A通用 GPI0,可做 SPIM0,也可做 QEPA20RELAY2普通 D0,5V HC 电平，驱动继电器21DO2普通 D0,5V HC 电平22DI10普通 DI,5V HC 电平2315V5V， 15V，GND24-15V255V265V27GND28GND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DI1-DI4普通多功能输入端子隔

20、离漏源极输入可编程端子，输入频率100Hz专业资料word完美格式分类端子记号端子功能说明技术规格输入DI5多功能咼速脉冲输入端子最高输入频率 100kHzOP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:24V电源24V板内提供 24V24V 10%空载虚电压不超过 30V,最大输出电流200mA,内部与 OP/CME/GN 隔离COM板内 24V 地内部与 CME GN 隔离数字 输出DO1DO1:开路集电极输出隔离漏源极输出可编程端子 24VDC/50mAFMFM:可编程脉冲频率输出作数字输出，内部射极与 CO 连(可作为普通可编 程开路集电集端子)，

21、最高输出频率 100kHzCME开路集电极输出公共端内部与 COM GN 隔离，出厂通过跳线与 CO 短接模拟输入输出+10V10V 模拟电压输出10V 10% 最大 10mAGND模拟地内部与 COM CM 隔离AI1模拟单端输入通道 AI1010V, 12 位分辨率，校正精度 0.5 %AI2模拟单端输入通道 AI2010V/020mA 12 位分辨率,校正精度 0.5 %AO1模拟输出 1010V(020mA,12 位分辨率,校正精度 1 %继电器输出TA/TB/TC继电器输出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

22、、 单板尺寸范围与 MD32 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 勺设计要求四层板(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MD38 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 5.1.5 DSP 资源分配Pin管脚功能用途(MD380)F1F2F3F4

23、47GPIO0EPWM1A-PWM44GPIO1EPWM1BSPISIMOD-45GPIO2EPWM2A-48GPIO3:EPWM2BSPISOMID-51GPIO4EPWM3A-53GPIO5EPWM3BSPICLKDECAP156GPIO6EPWM4AEPWMSYNCIEPWMSYNCO DRIVE58GPIO7EPWM4BSPISTEDECAP2HDO-1/AO-260GPIO8EPWM5ACANTXBADCSOCAOBREAK专业资料word完美格式61GPIO9EPWM5BSCITXDBECAP3AO-1/HDO-2专业资料word完美格式Pin管脚功能用途(MD380)64GPIO

24、10EPWM6ACANRXBADCSOCBORELAY70GPI011EPWM6BSCIRXDBECAP4HDI-11GPIO12TZ1CANTXBSPISIMOB过流95GPIO13:TZ2CANRXBSPISOMIBCBC8GPIO14TZ3SCITXDBSPICLKBCBC9GPIO15TZ4SCIRXDBSPISTEBCBC50GPIO16SPISIMOACANTXBTZ5DI,DO,显示，键盘52GPIO17SPISOMIACANRXBTZ654GPIO18SPICLKASCITXDB-57GPIO19SPISTEASCIRXDB-63GPIO20EQEP1ASPISIMOCCANT

25、XBQEP1/旋变 RDVEL67GPIO21EQEP1BSPISOMICCANRXB71GPIO22EQEP1SSPICLKCSCITXDB72GPIO23EQEP1ISPISTECSCIRXDB83GPIO24ECAP1EQEP2ASPISIMOBQEP2-A/HDI-191GPIO25:ECAP2EQEP2BSPISOMIBQEP2-B99GPIO26ECAP3EQEP2ISPICLKBQEP2-I79GPIO27ECAP4EQEP2SSPISTEB485-R/T92GPIO28SCIRXDA-TZ5SCI，编程DP 卡/PLC 卡接口4GPIO29SCITXDA-TZ66GPIO30C

26、ANRXA-GPIO 或者监控7GPIO31CANTXA-GPIO 或者监控100GPIO32SDAAEPWMSYNCIADCSOCAOEEPROM5GPIO33LSCLAEPWMSYNCO ADCSOCBO43GPIO34-旋变 sample5.2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 10 卡，单板名称为：MD38DW5.2.2 输入输出接口表 5.2.1 用户端子分类端子记号端子功能说明技术规格通讯接口485 +485 差分信号正端标准 RS-485 通讯接口485 485 差分信号负端标准 RS-485 通讯接口编码器接口A+编码器 A 相正

27、端仅差分，可提供 5V 电源，最大 100mA,输入频率300kHzA-编码器 A 相负端专业资料word完美格式分类端子记号端子功能说明技术规格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COM编码器电源数字输入DI6-DI10多功能输入端子光耦隔离漏源极输入可编程端子，最咼输入频率100HzOP1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24V电源24V板内提供 24V24V 10%空载虚电压不超过 30V,最大输出电流 200mA, 内部与 OP/CME/GN 隔离COM板内 24V

28、 地内部与 CME GNI 隔离数字输出DO2开路集电极输出光耦隔离漏源极输出可编程端子，24VDC/50mA:CME1开路集电极输出公共端内部与 COM GNI 隔离，出厂通过跳线与 CO 短接模拟输 入输出+10V10V 模拟电压输出10V 10% 最大 10mAGND模拟地内部与 COM CM 隔离AI3模拟单端输入通道 10V,1%精度，可选为电机 PTC 俞入AO2模拟单端输出通道010V/020mA,12 位分辨率,1%精度,手动校正,与 FM 复 用继电器输出 屏敝PA/PB/PC继电器输出PA-PB:常闭； PA-PC:常开，触点容量：250VAC/3A(COS=0.4)PE屏敝接地内部与主回路端子