專(zhuān)利名稱(chēng)：感性變頻調(diào)速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種感性變頻調(diào)速器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在小功率AC(感性、150W以下)的電機(jī)降壓調(diào)速產(chǎn)品已經(jīng)相當(dāng)成熟，對(duì)于150W 以上的感性負(fù)載的調(diào)速是不能以降低電壓的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，面對(duì)大功率復(fù)雜的調(diào)速，目前 市面上的產(chǎn)品很難做到，就是有也存在比較大的安全隱患?，F(xiàn)在對(duì)于小功率的調(diào)速器，實(shí)力 強(qiáng)大的工廠不原意開(kāi)發(fā)，個(gè)體工商戶(hù)迫于各種負(fù)擔(dān)，也難有實(shí)力和興趣以及時(shí)間來(lái)開(kāi)發(fā)。制 作一款實(shí)用、價(jià)格便宜的配制來(lái)制作高質(zhì)量的變頻調(diào)速器，產(chǎn)品要經(jīng)過(guò)零配件選擇、實(shí)驗(yàn)室 的高溫、欠電壓、過(guò)電壓過(guò)濾、缺相、長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用于不同設(shè)備上的環(huán)境、氣候、開(kāi)關(guān)頻率的試 驗(yàn)。當(dāng)然，變頻產(chǎn)品也是一個(gè)比較高的綜合科技產(chǎn)品，要做好產(chǎn)品的同時(shí)也必需要有強(qiáng)大的 設(shè)備、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和電子方面的基礎(chǔ)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述感性變頻調(diào)速器所存在的缺陷，提供一種實(shí)用性 和操作性好的感性變頻調(diào)速器。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型主要是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型 主要是以交-直-交工作原理來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻變壓的目的，其電路由以下流程所組成，電源整流 供給(交-直)_功率轉(zhuǎn)換(直-交)_驅(qū)動(dòng)電路-正弦波發(fā)生(PWM產(chǎn)生及控制)_顯示、 輔助-功率輸出。一、電源整流供給(交-直)AC380V輸入經(jīng)壓敏電阻高頻濾波，一路至交流220V變壓器，另一路直接進(jìn)入三相 橋整流，完成整流的初級(jí)階段，之后要經(jīng)過(guò)濾波，在電容器內(nèi)要存儲(chǔ)高電壓大容量的電流給 下一級(jí)直-交的轉(zhuǎn)換，直接進(jìn)入電容時(shí)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電流沖擊，是變頻器額定電流的幾十 倍，初級(jí)充電階段就當(dāng)用串聯(lián)電阻或PTC來(lái)完成抑制過(guò)電流。Jl吸合后電流開(kāi)始流過(guò)限流 電阻進(jìn)入電容階段，充電完成。充電完成后，J2吸合主電流從K2觸點(diǎn)流過(guò)進(jìn)入電容，系統(tǒng) 開(kāi)始工作。二、功率轉(zhuǎn)換(直-交)輸出對(duì)交-直-交的電壓變換，選用6路IGBT開(kāi)關(guān)，其參數(shù)為1、額定工作電壓1200V2、額定工作電流100°C15A3、IGBT開(kāi)關(guān)工作電壓Vge15V4、IGBT (放大到飽和)開(kāi)時(shí)間Td(on) 15nS5、IGBT (飽和到停止)關(guān)時(shí)間 Tr(off) 160nS6、IGBT柵極串接電阻Rg10 Ω三、驅(qū)動(dòng)電路[0016]驅(qū)動(dòng)部分選用IR公司的2233S，其主要功能腳為浮動(dòng)通道自舉運(yùn)作工作電壓1200V1腳 過(guò)濾保護(hù)輸入6腳 信號(hào)入，強(qiáng)制關(guān)閉6路輸出7腳 電源電壓15V28腳 15V欠壓保護(hù)及故障保護(hù)輸出低電平對(duì)IR2233S線路的15V電源的穩(wěn)定在15V士 1. 5V以?xún)?nèi)，El選用高頻電解電容或在 IR2233S的S7腳附近接一個(gè)IOUF左右的鉭電容。過(guò)流保護(hù)設(shè)計(jì)在電阻Rl距離1腳越近越 好，而且對(duì)地(COM)也越近越好。四、正弦波發(fā)生(PWM產(chǎn)生及控制)腳位的連接選擇16腳確定工作頻率，23腳確定定子電壓補(bǔ)償和28腳總線電壓 取樣。選擇16腳串接電阻選擇1K，得電壓0.64V，開(kāi)關(guān)頻率5. 291KHZ。選擇23腳串接電阻 選擇0歐姆，得電壓0V，無(wú)電子電壓補(bǔ)償。選擇28腳總線電壓取樣3. 8V，標(biāo)準(zhǔn)值3. 5V。五、顯示、輔助-功率輸出。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)和創(chuàng)新。(1)設(shè)計(jì)合理，節(jié)能明 顯。本實(shí)用新型可節(jié)能60%以上，一是具有靈活和實(shí)用性，采用一套完整的三相PWM調(diào)制控 制方案，從直流的電壓浮動(dòng)補(bǔ)償?shù)剿p，電機(jī)的加速和減速的平整度，開(kāi)機(jī)前先向三路低端 送出驅(qū)動(dòng)脈沖，對(duì)欠5V及振蕩引起的故障產(chǎn)生自我保護(hù)，為完善產(chǎn)品質(zhì)量起的至關(guān)重要的 作用，本實(shí)用新型只改變幾個(gè)元件參數(shù)科可以廣泛靈活應(yīng)用到各種電機(jī)控制上，因MC3PHAC 是一塊用硬件刻錄加工完成的集成芯片，不會(huì)因?yàn)榭鄯N信號(hào)脈沖的干擾而使內(nèi)部程序的混 亂或消失。二是在自編程芯片上，減少了編程對(duì)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)時(shí)間和前期投入較少，所以應(yīng)用 更廣泛，在低頻帶工作時(shí)不影響變頻產(chǎn)品和電機(jī)的使用，電流及電機(jī)溫度都在可接受的范 圍內(nèi)。(2)成本低。本實(shí)用新型采用16腳確定工作頻率，23腳確定定子電壓補(bǔ)償和28腳 總線電壓取樣，這三個(gè)主要功能腳確定本變頻產(chǎn)品的應(yīng)用和對(duì)下一級(jí)的驅(qū)動(dòng)電路會(huì)產(chǎn)生很 大的影響，一.選擇16腳串接電阻1K，得電壓0. 64V，開(kāi)關(guān)頻率5. 291KHZ，在工作開(kāi)關(guān)頻率 5. 291KHZ的環(huán)境下對(duì)散熱器的設(shè)計(jì)要求也不高，也降低了成本，同時(shí)給提高載波頻率提供 了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。二.選擇23腳串接電阻直接0歐姆，得電壓0歐姆，無(wú)定子電壓補(bǔ)償，本實(shí)用新 型所采用的電壓補(bǔ)償主要是對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率從0HZ-20HZ時(shí)所要增加的定子電壓，以增加起動(dòng) 時(shí)的力距(扭距)在機(jī)電控制傳動(dòng)上一部分是帶負(fù)載起動(dòng)的電動(dòng)升降機(jī)自動(dòng)門(mén)等。三.選 擇28腳總線電壓取樣3. 8V，標(biāo)準(zhǔn)什3. 5V，這腳的作用中穩(wěn)定直流總線電壓對(duì)MC3PHAC輸出 波形作修正。(3)噪聲低，使用壽命長(zhǎng)。改變?cè)瓩C(jī)械產(chǎn)品節(jié)能采用變速箱，而現(xiàn)在不用變速 箱，原采用皮帶輪調(diào)速，原在不用皮帶輪子調(diào)速。(4)安裝容易，維修簡(jiǎn)單。本實(shí)用新型變頻調(diào)速適用于星型接法的AC電機(jī)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

圖1為本實(shí)用新型交-直_交工作原理電路圖。圖2為本實(shí)用新型PWM發(fā)生及控制電路圖。圖3為本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)部分電路圖。[0032]圖4為本實(shí)用新型直交轉(zhuǎn)換電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型主要是以交-直-工作原理來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻變壓的目的，其電 路由以下流程所組成，電源整流供給(交-直)1_功率轉(zhuǎn)換(直-交)2_驅(qū)動(dòng)電路3-正弦 波發(fā)生(PWM產(chǎn)生及控制)4-數(shù)顯控制5-輔助控制部分6，如圖所示，AC380V輸入經(jīng)過(guò)壓保 護(hù)壓敏電阻高頻濾波，一路到交流220V變壓器，另一路直接進(jìn)入三相橋整流，完成整流的 初級(jí)階段，之后要經(jīng)過(guò)濾波，在電容器內(nèi)要存儲(chǔ)高電壓大容量的電流給下一級(jí)直-交的轉(zhuǎn) 換，直接進(jìn)入電容時(shí)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電流沖擊，是變頻額定電流的幾十倍，初級(jí)充電階段采用 串聯(lián)電阻或PTC來(lái)完全成抑壓過(guò)電流，利用數(shù)顯控制5控制電機(jī)8和輔助控制部分6的其 它負(fù)載7。如圖2所示，一套完整的三相PWM調(diào)制控制方案，從直流的電壓浮動(dòng)補(bǔ)償?shù)剿p， 電機(jī)的加速和減速的平整度，開(kāi)機(jī)前先向三路低端送出驅(qū)動(dòng)脈沖，對(duì)欠5V及振蕩引起的故 障產(chǎn)生自我保護(hù)。采用16腳確定工作頻率，23腳確定定子電壓補(bǔ)償和28腳總線電壓取樣。如圖3所示，為IR2233S主要功能腳，(1)IR2233S浮動(dòng)通道自舉運(yùn)作工作電壓1200V(2)工作電壓 15V 士 1. 5V01腳 過(guò)流保護(hù)輸入；6腳 信號(hào)入強(qiáng)制關(guān)閉6路輸出；7腳 電源電壓15V;28腳 15V欠壓保護(hù)及故障保護(hù)輸出低電平；(2)對(duì)IR2233S線路的設(shè)計(jì)主要著重點(diǎn)是15V電源的穩(wěn)定在15V+1。5V以?xún)?nèi)，El 選用高頻電解電容或在IR2233S的S7腳附近接一個(gè)IOUF左右的鉭電容。過(guò)流保護(hù)設(shè)計(jì)在 電阻Rl距離1腳越近越好，而且對(duì)地(COM)也越近越好，C2容量的大小對(duì)保護(hù)變頻器至關(guān) 重要，對(duì)過(guò)流和關(guān)斷時(shí)間需調(diào)試。(3)需對(duì)以下幾個(gè)重要配件的數(shù)值計(jì)算a)自舉電容計(jì)算C = IbXTI÷△vds = 2X10-6≈2UFIb指IC最大驅(qū)動(dòng)電流(一般在0. 4mA左右)\T1指上臂最大導(dǎo)通仿沖寬度5mS\VDS指驅(qū)動(dòng)電路損耗電壓=IV實(shí)際選擇IOUF (低阻高頻)電解電容(以5KHZ載頻為例，實(shí)際工頻0-60HZ).b)自舉電阻計(jì)算R = VdbXT2/CX AVds = (1 X 25)÷ (10X 1)≈ 2. 5 ΩVdb指15V自舉自壓波動(dòng)范圍士 IVΤ2指上臂最小關(guān)斷脈沖寬度一般在25uSC自舉電容容量IOUFΔ VDS指驅(qū)動(dòng)電路損耗電壓c)自舉二極管后向恢復(fù)在IOOnS以?xún)?nèi)[0057]額定電流選用2A如圖4所示，對(duì)交-直-交的電壓變換，本實(shí)用新型采用IGBT單管作功率開(kāi)關(guān)。1、IGBT 參數(shù)額定工作電壓1200V額定工作電流100度15AIGBT 工作電壓 Vge15VIGBT(放大到飽和)開(kāi)時(shí)間Td(on) 15nsIGBT (飽和到停止)關(guān)時(shí)間Tr (off) 160nSIGBT柵極串接電阻Rg10 Ω2、旁路電阻計(jì)算(過(guò)電流測(cè)試)R = Vsc + SC = 0. 67V+15A ^ 0. 44 歐=44 毫歐R為旁路取樣電阻，Vsc為控制IR2233動(dòng)作的開(kāi)關(guān)值，SC為流過(guò)ICGT電流的1. 7倍。本實(shí)用新型適用于電機(jī)的變頻調(diào)速。
權(quán)利要求一種感性變頻調(diào)速器，包括感性變頻調(diào)速器的電源整流供給(1)、功率轉(zhuǎn)換(2)、驅(qū)動(dòng)電路(3)、正弦波發(fā)生(4)、數(shù)顯控制(5)和輔助控制部分(6)所組成，其特征在于AC380V輸入經(jīng)壓敏電阻高頻濾波和短路過(guò)電壓，一路至交流220V變壓器，提供系統(tǒng)工作電流，另一路直接進(jìn)入三相橋整流，完成整流的初級(jí)階段，之后要經(jīng)過(guò)濾波，在電容器內(nèi)要存儲(chǔ)高電壓大容量的電流給下一級(jí)直 交的轉(zhuǎn)換，直接進(jìn)入電容時(shí)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電流沖擊，是變頻器額定電流的幾十倍，初級(jí)充電階段就當(dāng)用串聯(lián)電阻或PTC來(lái)完成抑制過(guò)電流，J1吸合后電流開(kāi)始流過(guò)限流電阻進(jìn)入電容階段，充電完成，充電完成后，J2吸合主電流從K2觸點(diǎn)流過(guò)進(jìn)入電容，系統(tǒng)開(kāi)始工作，利用數(shù)顯控制(5)控制電機(jī)(8)和輔助控制部分(6)的其它負(fù)載(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感性變頻調(diào)速器，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)電路為IR2233驅(qū) 動(dòng)電路，浮動(dòng)通道自舉運(yùn)作工作電壓1200V，蕊片工作電壓15V，IR2233驅(qū)動(dòng)電路的主要功 能腳，1腳為過(guò)流保護(hù)輸入；6腳為信號(hào)入強(qiáng)制關(guān)閉6路輸出；7腳為電源電壓15V ；28腳為 15V欠壓保護(hù)及故障保護(hù)輸出低電平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感性變頻調(diào)速器，其特征在于所述的正弦波發(fā)生電路是采用 三相PWM調(diào)制控制，從直流的電壓浮動(dòng)補(bǔ)償?shù)剿p，電機(jī)的加速和減速的平整度，開(kāi)機(jī)前先 向三路低端送出驅(qū)動(dòng)脈沖，欠5V及振蕩引起故障的自我保護(hù)，采用IR2233驅(qū)動(dòng)電路的16 腳確定工作頻率，23腳確定定子電壓補(bǔ)償和28腳總線電壓取樣。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種感性變頻調(diào)速器，包括感性變頻調(diào)速器的電源整流供給、功率轉(zhuǎn)換、驅(qū)動(dòng)電路、正弦波發(fā)生、顯示和輔助6部分所組成，AC380V輸入經(jīng)壓敏電阻高頻濾波和短路過(guò)電壓，一路到交流220V變壓器，另一路直接進(jìn)入三相橋整流，在電容器內(nèi)要存儲(chǔ)高電壓大容量的電流給下一級(jí)直-交的轉(zhuǎn)換，初級(jí)充電階段采用串聯(lián)電阻或PTC來(lái)完全成抑壓過(guò)電流。驅(qū)動(dòng)電路采用IR2233S線路，用三相PWM調(diào)制控制方案，從直流的電壓浮動(dòng)補(bǔ)償?shù)剿p，電機(jī)的加速和減速的平整度，欠5V及振蕩引起故障的自我保護(hù)。采用16腳確定工作頻率，23腳確定定子電壓補(bǔ)償和28腳總線電壓取樣。對(duì)交-直-交的電壓變換，本實(shí)用新型采用IGBT開(kāi)關(guān)，數(shù)顯控制。本實(shí)用新型適用于電機(jī)的變頻調(diào)速。
文檔編號(hào)H02M5/46GK201682456SQ200920351558
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月26日
發(fā)明者蔣華鋒 申請(qǐng)人:蔣華鋒