專利名稱：嵌入式遙控變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型按國際專利分類表(I P C)劃分屬于物理部，信號裝置大類，測量值、 控制信號或類似信號的傳輸系統(tǒng)小類，按采用的無導(dǎo)線電氣線路表征的信號傳輸裝置大組，用無線電線路小組技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種嵌入式遙控變頻器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的變頻器無論是臺式還是柜式的都必須安裝在車間廠房或配電室內(nèi)，而交流電動機(jī)有很大一部分(如風(fēng)機(jī)類)需要安裝在室外，且工作環(huán)境比較惡劣，粉塵大，有些還工作在高溫環(huán)境。在這些情況下，變頻器無法安裝在現(xiàn)場，只能安裝在遠(yuǎn)離現(xiàn)場的房間內(nèi)，對于現(xiàn)場使用操作人員根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行操作非常困難，特別是有些操作比較分散，操作人員需要在不同的地點(diǎn)進(jìn)行控制，非常需要一種能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程移動的遙控裝置對變頻器進(jìn)行控制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型就是針對上述問題，提供一種可實(shí)現(xiàn)對變頻器進(jìn)行遠(yuǎn)程移動遙控的嵌入式遙控變頻器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案，本實(shí)用新型包括變頻器，無線發(fā)射裝置、無線接收裝置，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)無線接收裝置與變頻器的控制電路相連；通過無線發(fā)射裝置、無線接收裝置遙控變頻器工作。作為一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述控制電路包括可對頻率和電壓進(jìn)行運(yùn)算的單片機(jī)電路，變頻器主電路的電壓、電流檢測電路，電動機(jī)的速度檢測電路，將單片機(jī)電路的控制信號進(jìn)行放大的驅(qū)動電路，逆變器和電動機(jī)的保護(hù)電路；所述單片機(jī)電路分別與電壓、 電流檢測電路，速度檢測電路、驅(qū)動電路，保護(hù)電路，無線接收裝置相連。作為另一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述單片機(jī)電路采用89C52單片機(jī)。作為另一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述驅(qū)動電路采用HCPL-316J芯片；HCPL316J 芯片的欠壓鎖定保護(hù)的功能可防止IGBT工作在線性工作區(qū)造成發(fā)熱過多進(jìn)而燒毀。作為另一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述無線發(fā)射裝置采用光耦隔離輸入方式。本實(shí)用新型有益效果(1)控制方便。本實(shí)用新型通過無線發(fā)射裝置、無線接收裝置遙控變頻器工作，不受工作環(huán)境的影響。(2)控制精確。本實(shí)用新型在控制電路中增加了速度檢測電路，即增加速度指令， 可以對異步電動機(jī)的速度進(jìn)行更精確的閉環(huán)控制。(3)安全可靠。本實(shí)用新型驅(qū)動電路采用HCPL-316J芯片。HCPL-316J芯片內(nèi)置豐富的IGBT檢測及保護(hù)功能，使驅(qū)動電路設(shè)計(jì)起來更加方便，安全可靠。另外，本實(shí)用新型無線發(fā)射裝置采用光耦隔離輸入方式。光耦隔離輸入，可靠性及穩(wěn)定性高，可更好適應(yīng)布線困難等一些要求苛刻的環(huán)境。
為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。圖1是本實(shí)用新型電路原理框圖。圖2是本實(shí)用新型控制電路原理框圖。圖3是本實(shí)用新型控制電路原理圖。圖4是本實(shí)用新型無線發(fā)射裝置控制電路原理圖。圖5是本實(shí)用新型無線接收裝置輸入回路電路原理圖。圖6是本實(shí)用新型無線接收裝置信號處理電路原理圖。圖7是本實(shí)用新型無線接收裝置輸出回路電路原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括變頻器，無線發(fā)射裝置、無線接收裝置，無線接收裝置與變頻器的控制電路相連；通過無線發(fā)射裝置、無線接收裝置遙控變頻器工作。如圖2所示，所述控制電路包括可對頻率和電壓進(jìn)行運(yùn)算的單片機(jī)電路，變頻器主電路的電壓、電流檢測電路，電動機(jī)的速度檢測電路，將單片機(jī)電路的控制信號進(jìn)行放大的驅(qū)動電路，逆變器和電動機(jī)的保護(hù)電路；所述單片機(jī)電路分別與電壓、電流檢測電路，速度檢測電路、驅(qū)動電路，保護(hù)電路，無線接收裝置相連。所述單片機(jī)電路將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進(jìn)行比較運(yùn)算，決定變頻器的逆變器的輸出電壓、頻率。所述電壓、電流檢測電路與變頻器主回路電位隔離。所述速度檢測電路以裝在異步電動軸機(jī)上的速度檢測器(TG、PLG等)的信號為速度信號，送入單片機(jī)電路，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。單片機(jī)的I/O輸入輸出電路可實(shí)現(xiàn)變頻器更好的人機(jī)交互功能。變頻器具有多種輸入(比如運(yùn)行、多段速度運(yùn)行等)信號，還有各種內(nèi)部參數(shù)的輸出(比如電流、頻率、保護(hù)動作驅(qū)動等)信號。所述驅(qū)動電路與單片機(jī)電路隔離。所述保護(hù)電路檢測變頻器主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時(shí)， 為了防止逆變器和異步電動機(jī)損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。如圖3所示，所述單片機(jī)電路采用89C52單片機(jī)；高電壓控制接點(diǎn)為耐壓380V的外部控制接點(diǎn)；外部輸入與輸出端口與所述無線接收裝置的輸出回路端口相連。所述驅(qū)動電路采用HCPL-316J芯片；HCPL316J芯片的欠壓鎖定保護(hù)的功能可防止 IGBT工作在線性工作區(qū)造成發(fā)熱過多進(jìn)而燒毀。HCPL-316J內(nèi)置豐富的IGBT檢測及保護(hù)功能，使驅(qū)動電路設(shè)計(jì)起來更加方便，安全可靠。下面詳述欠壓鎖定保護(hù)(UVLO)保護(hù)功能的工作原理在剛剛上電的過程中，芯片供電電壓由OV逐漸上升到最大值，如果此時(shí)芯片有輸出會造成IGBT門極電壓過低，那么它會工作在線性放大區(qū)。HCPL316J芯片的欠壓鎖定保護(hù)的功能(UVLO)可以解決此問題。當(dāng)HCPL316J芯片的VCC引腳與VE引腳之間的電壓值小于12V時(shí)，輸出低電平，以防止IGBT工作在線性工作區(qū)造成發(fā)熱過多進(jìn)而燒毀。[0030]如圖4所示，所述無線發(fā)射裝置采用光耦隔離輸入方式。如圖7所示，本實(shí)用新型發(fā)射裝置輸出部分采用繼電器無源觸點(diǎn)輸出，觸點(diǎn)電流為1A，P2. 4為輸入電平信號，該信號由發(fā)射信號控制。如圖5所示，輸入回路XSl為無線接收裝置的回發(fā)單元，回發(fā)單元的信號發(fā)射到無線發(fā)射裝置的顯示驅(qū)動回路，顯示變頻器的工作狀態(tài)。Ρ0.0、Ρ0. 1、P0. 2、P0. 3各輸入點(diǎn)與變頻器的操作與顯示回路的輸出點(diǎn)相連。本實(shí)用新型采用標(biāo)配2_3km無線傳輸模塊。無線模塊工作頻段433MHz，發(fā)射功率 500MW，接收靈敏度_120dB，接收電流30mA，發(fā)射電流300mA。模塊信道可選擇，最多16信道。本實(shí)用新型引入了無線信號控制的方式，能實(shí)現(xiàn)與“I/O輸入輸出電路”等同的輸入輸出、速度控制及顯示等功能。一般工業(yè)遙控器工作在315MHz、433 MHz、868MHz和 915MHz的ISM(工業(yè)，科學(xué)和醫(yī)學(xué))和SRD(短距離設(shè)備)頻率波段，也可通過軟件編程設(shè)置頻率波段300MHz 348MHz、400MHz 464MHz和800 MHz 928MHz。遙控器內(nèi)部還集成了一個高度可配置的調(diào)制解調(diào)器，該調(diào)制解調(diào)器支持不同的調(diào)制格式，其數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá)500Kb/s，能為數(shù)據(jù)包處理數(shù)據(jù)緩沖、突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸、清晰信道評估、連接質(zhì)量指示和電磁波激發(fā)提供硬件支持。本實(shí)用新型無線發(fā)射裝置包括發(fā)射通道、寬帶發(fā)射機(jī)和基帶，無線接收裝置包括接收通道、寬帶接收機(jī)和基帶，其中發(fā)射通道采用二次調(diào)制方式，因此發(fā)射通道仍具有頻率合成器、MSK調(diào)制器、一次放大和濾波器、FM調(diào)整器、二次放大和濾波器，但是頻率合成器采用由相位累加器、D/A轉(zhuǎn)換器以及低通濾波器形成的數(shù)字頻率合成器。無線發(fā)射裝置的基帶中有一個微處理器，該微處理器連著接口電路、接口電路連著指令按鍵，另外還有一個數(shù)字處理器，按鍵信息通過接口電路到微處理器形成指令信道編碼和發(fā)射數(shù)據(jù)流，通過發(fā)射通道MSK調(diào)制、濾波、FM調(diào)制、放大和濾波后發(fā)射；由無線接收裝置的寬帶接收器接收，經(jīng)A/ D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，再由數(shù)字信號處理器對接收的信號進(jìn)行特性分析和處理，引導(dǎo)微處理器工作，由數(shù)字頻率合成器控制接收通道中的MSK調(diào)制器、FM調(diào)制器調(diào)制接收信號。所述接收通道通過低噪聲放大器(LNA)對接收到的射頻信號進(jìn)行放大，然后再對信號的中間頻率求積分向下轉(zhuǎn)換。在中頻，I/Q信號通過ADC進(jìn)行數(shù)字化，經(jīng)自動增益控制 (AGC)、細(xì)微頻率濾波、解調(diào)位/數(shù)據(jù)包完成數(shù)字化工作。本實(shí)用新型是將無線遙控接收部分嵌入變頻器控制電路，即將無線遙控接收輸出的開關(guān)量接口與變頻器控制電路的開關(guān)量輸入接口相連，將無線遙控接收輸出的模擬量接口與變頻器控制電路的模擬量輸入接口相連。變頻器的啟動、停止、正反轉(zhuǎn)運(yùn)行、多段數(shù)運(yùn)行、無級調(diào)速等功能由遙控發(fā)射器的相應(yīng)按鍵發(fā)射開關(guān)(模擬)信號，遙控接收部分接收信號，并輸入至變頻器控制電路，控制變頻器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，從而達(dá)到遙控器與變頻器合二為一的目的。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本實(shí)用新型作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明，對于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型所提交的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.嵌入式遙控變頻器，包括變頻器，無線發(fā)射裝置、無線接收裝置，其特征在于無線接收裝置與變頻器的控制電路相連；通過無線發(fā)射裝置、無線接收裝置遙控變頻器工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述嵌入式遙控變頻器，其特征在于所述控制電路包括可對頻率和電壓進(jìn)行運(yùn)算的單片機(jī)電路，變頻器主電路的電壓、電流檢測電路，電動機(jī)的速度檢測電路，將單片機(jī)電路的控制信號進(jìn)行放大的驅(qū)動電路，逆變器和電動機(jī)的保護(hù)電路；所述單片機(jī)電路分別與電壓、電流檢測電路，速度檢測電路，驅(qū)動電路，保護(hù)電路，無線接收裝置相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述嵌入式遙控變頻器，其特征在于所述單片機(jī)電路采用89C52單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述嵌入式遙控變頻器，其特征在于所述驅(qū)動電路采用 HCPL-316J芯片；HCPL316J芯片的欠壓鎖定保護(hù)的功能能防止IGBT工作在線性工作區(qū)造成發(fā)熱過多進(jìn)而燒毀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述嵌入式遙控變頻器，其特征在于所述無線發(fā)射裝置采用光耦隔離輸入方式。
專利摘要嵌入式遙控變頻器屬于無線控制應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種嵌入式遙控變頻器。本實(shí)用新型提供一種可實(shí)現(xiàn)對變頻器進(jìn)行遠(yuǎn)程移動遙控的嵌入式遙控變頻器。本實(shí)用新型包括變頻器，無線發(fā)射裝置、無線接收裝置，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)無線接收裝置與變頻器的控制電路相連；通過無線發(fā)射裝置、無線接收裝置遙控變頻器工作。
文檔編號G08C17/02GK201985768SQ201120085310
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者莊曉龍, 李志明, 李 浩, 沈悅, 沈立新, 海湖峰, 王天琦 申請人:沈陽卓群電子科技工程有限公司