專(zhuān)利名稱(chēng)：節(jié)能型的變頻控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)控制器，特別是一種節(jié)能型的變頻控制器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的交流電機(jī)控制器都是通過(guò)中間繼電器驅(qū)動(dòng)交流接觸器，當(dāng)交流接觸器處于 斷開(kāi)狀態(tài)下，電機(jī)處于停止不運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；當(dāng)交流接觸器處于閉合狀態(tài)下，三相交流電源輸入 到電機(jī)使電機(jī)即時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，如果三相交流電源與交流電機(jī)輸入端之間沒(méi)有串接電阻，則電機(jī) 處于滿(mǎn)負(fù)荷下運(yùn)行，此時(shí)交流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度是最快的。如果要改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，則必須 通過(guò)多組中間繼電器驅(qū)動(dòng)交流接觸器，通過(guò)閉合不同的交流接觸器在交流電機(jī)的輸入端前 串接不同的電阻限制驅(qū)動(dòng)電流，從而使交流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度分幾檔減小。傳統(tǒng)的交流電機(jī) 控制器存在以下缺點(diǎn)1、交流電機(jī)自身有一個(gè)最佳特性曲線，除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外，多余 的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的白白浪費(fèi)；2、為了減少電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度而串接 的電阻，電阻的功率消耗也造成電能的浪費(fèi)；3、接觸器從斷開(kāi)到閉合，電機(jī)由停止到全壓?jiǎn)?動(dòng)，出于啟動(dòng)力矩需要，電機(jī)要從電網(wǎng)吸收額定7倍的電流，而大的電流不僅浪費(fèi)電力，而 且對(duì)電網(wǎng)的損害也很大，而且增加了電纜的線損；4、電機(jī)的速度控制只能分幾檔控制，而無(wú) 法連續(xù)控制交流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，這不利于對(duì)電機(jī)的精確控制；5、電機(jī)長(zhǎng)期處于滿(mǎn)負(fù)荷的 驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)頻率的工作狀態(tài)，當(dāng)電網(wǎng)波動(dòng)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓或者電網(wǎng)頻率明顯上升，這些 都會(huì)使電機(jī)的使用壽命大大縮短。
實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種節(jié)能的、可無(wú)級(jí)調(diào)速的 變頻控制器。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是節(jié)能型的變頻控制器，包括電源輸入模塊，電源輸入模塊的輸出端連接有電源穩(wěn) 壓模塊和中間直流電路模塊，電源穩(wěn)壓模塊的輸出端連接有信號(hào)處理模塊和信號(hào)驅(qū)動(dòng)模 塊，信號(hào)處理模塊的輸出端連接到信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端，信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端連接有 逆變模塊，中間直流電路模塊的輸出端也連接到逆變模塊，逆變模塊的輸出端作為變頻控 制器的輸出接口 ；輸入的三相交流電經(jīng)電源輸入模塊整流濾波處理后，一路輸出經(jīng)中間直 流電路模塊輸出到逆變模塊，另一路輸出經(jīng)電源穩(wěn)壓模塊進(jìn)行穩(wěn)壓處理，為信號(hào)處理模塊、 信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊和逆變模塊供電，逆變模塊在信號(hào)處理模塊控制下，把直流電轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)電 機(jī)的交流電。進(jìn)一步，所述信號(hào)處理模塊包括微處理器。進(jìn)一步，所述微處理器內(nèi)部包括頻率可調(diào)的脈寬調(diào)制(PWM)輸出接口電路。進(jìn)一步，所述信號(hào)處理模塊還包括傳感器輸入電路，傳感器輸入電路的輸入端連 接有光電耦合器，光電耦合器的另一端連接到微處理器的輸入端；各種傳感器輸入信號(hào)經(jīng) 過(guò)光藕隔離，輸入到微處理器。
3[0009]進(jìn)一步，所述微處理器的通信端口連接有RS485總線接口電路。進(jìn)一步，所述微處理器的輸入端口連接有三相交流電流反饋輸入電路。進(jìn)一步，所述微處理器的輸入輸出端口連接有按鍵輸入電路和/或顯示電路。進(jìn)一步，所述微處理器的輸入端口連接有過(guò)熱保護(hù)電路和/或錯(cuò)缺相保護(hù)電路。本實(shí)用新型的有益效果是這種節(jié)能型的變頻控制器通過(guò)把市電進(jìn)行交流-直 流-交流處理來(lái)控制電機(jī)，使交流電機(jī)工作在最佳驅(qū)動(dòng)電壓和頻率狀態(tài)，這樣就避免了多 余的力矩產(chǎn)生的有功功率消耗和串接的限流電阻為減速而產(chǎn)生的功率消耗，有效達(dá)到節(jié)電 的目的，它比傳統(tǒng)的控制器節(jié)電約20% 30%。交流電機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn)，防止了交流電機(jī)對(duì)電 網(wǎng)的瞬間沖擊，減少了電纜的線損。使驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓和頻率可以根據(jù)需要控制在最佳工 作特性曲線上，避免電機(jī)長(zhǎng)期工作在滿(mǎn)負(fù)荷的工作狀態(tài)，增長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。也便于實(shí) 現(xiàn)交流電機(jī)的連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)速，使控制更精確。采用頻率可變的脈寬調(diào)制(PWM)方波控制使 控制更精確、簡(jiǎn)便。三相交流反饋信號(hào)輸入電路、傳感器輸入電路、過(guò)熱保護(hù)電路、錯(cuò)缺相保 護(hù)電路和按鍵顯示電路使變頻控制器功能完善、可靠、使用方便。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例變頻控制器的硬件框圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的電源輸入模塊和中間直流電路模塊的電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的電源穩(wěn)壓模塊電路原理圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的信號(hào)處理模塊電路原理圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊電路原理圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的逆變模塊電路原理圖；圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例的外圍設(shè)備連接圖；圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例的外圍設(shè)備電氣原理圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，節(jié)能型的變頻控制器，包括電源輸入模塊，電源輸入模塊的輸出端連接 有電源穩(wěn)壓模塊和中間直流電路模塊，電源穩(wěn)壓模塊的輸出端連接有信號(hào)處理模塊和信號(hào) 驅(qū)動(dòng)模塊，信號(hào)處理模塊的輸出端連接到信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端，信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端 連接有逆變模塊，中間直流電路模塊的輸出端也連接到逆變模塊，逆變模塊的輸出端作為 變頻控制器的輸出接口 ；輸入的三相交流電經(jīng)電源輸入模塊整流濾波處理后，一路輸出經(jīng) 中間直流電路模塊輸出到逆變模塊，另一路輸出經(jīng)電源穩(wěn)壓模塊進(jìn)行穩(wěn)壓處理，為信號(hào)處 理模塊、信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊和逆變模塊供電，逆變模塊在信號(hào)處理模塊控制下，把直流電轉(zhuǎn)換成 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的交流電。參照?qǐng)D2，三相市電輸入后，電源輸入模塊把三相交流電經(jīng)過(guò)D2整流器轉(zhuǎn)換成直 流電，圖2中也展示了中間直流電路模塊，中間直流電路模塊主要包括一個(gè)接觸器，整流后 的大電流的直流電經(jīng)過(guò)接觸器輸出到逆變模塊，為逆變模塊的輸出提供大電流的直流電輸 入。參照?qǐng)D3，電源穩(wěn)壓模塊主要由開(kāi)關(guān)電源組成，開(kāi)關(guān)電源把不穩(wěn)定的直流電壓，變換成穩(wěn)定的+24V、+15V、+5V直流電壓，給信號(hào)處理模塊與信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊、逆變模塊供電。參照?qǐng)D4，所述信號(hào)處理模塊主要由微處理器、存儲(chǔ)器、RS485接口電路、三相交 流電輸出反饋電路和信號(hào)輸出電路組成，本實(shí)施例的微處理器采用富士 MB90462B主芯片， 其功能強(qiáng)大，信號(hào)處理能力和抗干擾能力強(qiáng)，微處理器帶有脈寬調(diào)制(PWM)輸出接口，可以 輸出頻率可變的脈寬調(diào)制(PWM)方波控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確控制。存儲(chǔ)器選用串行 EEPR0M芯片24C04，RS485接口電路通過(guò)SN75176B實(shí)現(xiàn)，三相交流電流反饋輸入電路把三 相電源信號(hào)通過(guò)運(yùn)算放大器輸入微處理器，通過(guò)測(cè)量輸出的三相電流參數(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出 信號(hào)參數(shù)。微處理器外圍還包括按鍵輸入電路和/或顯示電路，便于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互操作；外 圍的過(guò)熱保護(hù)電路和/或錯(cuò)缺相保護(hù)電路的輸入，增加了整個(gè)控制系統(tǒng)的安全性；各種傳 感器信號(hào)經(jīng)過(guò)光耦隔離后輸入到微處理器。參照?qǐng)D5，信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊電路把驅(qū)動(dòng)信號(hào)放大，使其有足夠的能力推動(dòng)后面的逆變 器模塊工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。參照?qǐng)D6，逆變模塊把直流電逆變成相位互差120度的交流電，頻率與電壓受微處 理器控制。圖8中把母線上的直流電壓經(jīng)過(guò)六個(gè)IGBT集成電路逆變成輸出頻率與輸出電 壓可變的交流電；另外一個(gè)IGBT集成電路逆變成電機(jī)控制的制動(dòng)信號(hào)。圖7是變頻控制器的外圍設(shè)備連接圖，包括系統(tǒng)復(fù)位和故障復(fù)位按鈕，便于出現(xiàn) 故障的時(shí)候人工按按鈕進(jìn)行復(fù)位操作。外圍電路還包括一些傳感器輸入和電機(jī)輸出接口。圖8是一個(gè)具體實(shí)施例的外圍設(shè)備電氣原理圖，包括主機(jī)啟?？刂苹芈?、輔機(jī)正 轉(zhuǎn)控制回路和輔機(jī)反轉(zhuǎn)控制回路，另外還有故障指示燈，當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候故障指示燈點(diǎn) 殼。以上是對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí) 施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型精神的前提下還可作出種種的等同變形 或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求節(jié)能型的變頻控制器，其特征在于包括電源輸入模塊，電源輸入模塊的輸出端連接有電源穩(wěn)壓模塊和中間直流電路模塊，電源穩(wěn)壓模塊的輸出端連接有信號(hào)處理模塊和信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊，信號(hào)處理模塊的輸出端連接到信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端，信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端連接有逆變模塊，中間直流電路模塊的輸出端也連接到逆變模塊，逆變模塊的輸出端作為變頻控制器的輸出接口；輸入的三相交流電經(jīng)電源輸入模塊整流濾波處理后，一路輸出經(jīng)中間直流電路模塊輸出到逆變模塊，另一路輸出經(jīng)電源穩(wěn)壓模塊進(jìn)行穩(wěn)壓處理，為信號(hào)處理模塊、信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊和逆變模塊供電，逆變模塊在信號(hào)處理模塊控制下，把直流電轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)電機(jī)的交流電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型的變頻控制器，其特征在于所述信號(hào)處理模塊包括 微處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能型的變頻控制器，其特征在于所述微處理器內(nèi)部包括 頻率可調(diào)的脈寬調(diào)制輸出接口電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能型的變頻控制器，其特征在于所述信號(hào)處理模塊還包 括傳感器輸入電路，傳感器輸入電路的輸入端連接有光電耦合器，光電耦合器的另一端連 接到微處理器的輸入端；各種傳感器輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)光藕隔離，輸入到微處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能型的變頻控制器，其特征在于所述微處理器的通信端 口連接有RS485總線接口電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能型的變頻控制器，其特征在于所述微處理器的輸入端 口連接有三相交流電流反饋輸入電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能型的變頻控制器，其特征在于所述微處理器的輸入輸 出端口連接有按鍵輸入電路和/或顯示電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能型的變頻控制器，其特征在于所述微處理器的輸入端 口連接有過(guò)熱保護(hù)電路和/或錯(cuò)缺相保護(hù)電路。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種節(jié)能型的變頻控制器，包括電源輸入模塊，電源輸入模塊的輸出端連接有電源穩(wěn)壓模塊和中間直流電路模塊，電源穩(wěn)壓模塊的輸出端連接有信號(hào)處理模塊和信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊，信號(hào)處理模塊的輸出端連接到信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端，信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端連接有逆變模塊，中間直流電路模塊的輸出端也連接到逆變模塊，逆變模塊的輸出端作為變頻控制器的輸出接口。這種節(jié)能型的變頻控制器節(jié)能、便于實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速，對(duì)電網(wǎng)沖擊小。本實(shí)用新型作為一種節(jié)能型的變頻控制器廣泛應(yīng)用于電機(jī)控制方面。
文檔編號(hào)H02P27/06GK201584942SQ200920194059
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者劉秋輝 申請(qǐng)人:劉秋輝