專利名稱：Svpwm提升機(jī)專用變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一 SVPWM提升機(jī)專用變頻器。
背景技術(shù)：
提升機(jī)是通過改變勢能進(jìn)行運(yùn)輸?shù)拇笮蜋C(jī)械設(shè)備，如礦井提升機(jī)、過壩提升機(jī)等。提升機(jī)通過使用變頻器達(dá)到調(diào)節(jié)提升速度的目的，目前在提升機(jī)行業(yè)中，普遍使用基于SPWM正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)的通用型變頻器，其存在如下缺陷需要用戶設(shè)置或了解的PI控制參數(shù)過多，性價(jià)比較低，針對提升行業(yè)的安全及節(jié)能等特殊需求考慮較少，穩(wěn)定性方面考慮不是很完善。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對上述問題，提出了一 SVPWM提升機(jī)專用變頻器。本實(shí)用新型采用·的技術(shù)手段如下該變頻器包括串聯(lián)在電網(wǎng)接入端與提升機(jī)三相異步電機(jī)之間線路上的IPM控制器；鍵盤；檢測提升機(jī)三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子速度的編碼器；連接鍵盤和提升機(jī)三相異步電機(jī)的編碼器，向IPM控制器輸出SVPWM信號并根據(jù)用戶通過鍵盤輸入的轉(zhuǎn)速與編碼器檢測到的速度計(jì)算輸出的SVPWM信號的占空比的控制器；連接在控制器和IPM控制器之間的隔離器；連接控制器，檢測IPM控制器或線路故障的故障檢測模塊；連接控制器，采樣提升機(jī)三相異步電機(jī)三相供電線路實(shí)際電流值的采樣器。本實(shí)用新型的變頻器僅需設(shè)置速度參數(shù)，而無需輸入大量的PI控制參數(shù)，方便用戶使用，提高安全性，且價(jià)格低廉，具有低速、大扭矩的特點(diǎn)，可增加其可靠性，減少使用時(shí)產(chǎn)生的故障及事故，便于大范圍的推廣。由于SVPWM技術(shù)是以控制電壓空間矢量使磁鏈軌跡逼近圓形為目標(biāo)，加速時(shí)也力求使磁鏈“渦”型漸變，所以轉(zhuǎn)矩十分平穩(wěn)，即當(dāng)其低速時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)大扭矩的功能，SVPWM信號相對于SPWM信號的電壓利用率高15%，而且SVPWM更加靈活，因此基于SVPWM信號的變頻器在提升領(lǐng)域具有較好的市場推廣前景。

圖I為本實(shí)用新型變頻器的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型所述控制器計(jì)算輸出的SVPWM信號的占空比的流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，該變頻器包括串聯(lián)在電網(wǎng)接入端與提升機(jī)三相異步電機(jī)之間線路上的IPM控制器；鍵盤；檢測提升機(jī)三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子速度的編碼器；連接鍵盤和提升機(jī)三相異步電機(jī)的編碼器，向IPM控制器輸出SVPWM信號并根據(jù)用戶通過鍵盤輸入的轉(zhuǎn)速與編碼器檢測到的速度計(jì)算輸出的SVPWM信號的占空比的控制器；連接在控制器和IPM控制器之間的隔離器；連接控制器，檢測IPM控制器或線路故障的故障檢測模塊；連接控制器，采樣提升機(jī)三相異步電機(jī)三相供電線路實(shí)際電流值的采樣器?？刂?器優(yōu)選是型號為TMS320LF2812的微控制器。微控制器TMS320F2812內(nèi)部的EVA模塊可以產(chǎn)生帶有死區(qū)的SVPWM信后，利用該SVPWM信號驅(qū)動IPM控制器。SVPWM信號的原理是將逆變器和電機(jī)看成一個(gè)整體，用八個(gè)基本電壓矢量合成期望的電壓矢量，建立逆變器功率器件的開關(guān)狀態(tài)，并依據(jù)電機(jī)磁鏈和電壓的關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)對電機(jī)恒磁通變壓變頻調(diào)速。若忽略電機(jī)定子電阻壓降，當(dāng)定子繞組施加理想的正弦電壓時(shí)，由于電壓空間矢量為等幅的旋轉(zhuǎn)矢量，故氣隙磁通以恒定的角速度旋轉(zhuǎn)，軌跡為圓形，利用該圓形軌跡驅(qū)動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。SVPWM信號以控制電壓空間矢量使磁鏈軌跡逼近圓形為目標(biāo)，加速時(shí)也力求使磁鏈“渦”型漸變，所以轉(zhuǎn)矩十分平穩(wěn)，即當(dāng)其低速時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)大扭矩的功能，而且設(shè)計(jì)的變頻器設(shè)置參數(shù)只有一個(gè)，而傳統(tǒng)的變頻器需要設(shè)置上百個(gè)參數(shù)，使用人員稍有不慎，就會造成設(shè)備損壞，甚至人員傷亡。而本實(shí)用新型采用自識別及自適應(yīng)法，只需設(shè)置一個(gè)參數(shù)，有效減少因使用人員設(shè)置不當(dāng)造成的弊端；同時(shí)SVPWM信號比SPWM信號的電壓利用率高15%，而且SVPWM更加靈活，因此SVPWM變頻器在提升領(lǐng)域具有較好的市場推廣前景。上述變頻器中，控制器由角度產(chǎn)生、扇區(qū)計(jì)算、相鄰矢量、寄存器匹配等模塊組成，其內(nèi)部程序在每次中斷時(shí)計(jì)算一次角度變化量對應(yīng)的頻率，該角度變化量的變化會使得磁鏈軌跡接近圓形或漸變渦形，本變頻器采用倍頻技術(shù)使計(jì)算相鄰向量需要的時(shí)間小于10微秒，同時(shí)采用查表與實(shí)時(shí)計(jì)算結(jié)合的方法，在保證精度的前提下實(shí)現(xiàn)快速求解；其內(nèi)部程序還根據(jù)實(shí)際電流值校正輸出幅度，由于設(shè)置參數(shù)只有轉(zhuǎn)速，因此幅度計(jì)算主要依靠實(shí)際電流值校正，為防止過磁飽和，采用快速在線識別算法?？刂破饔?jì)算輸出的SVPWM信號的占空比的具體流程如圖2所示?？梢钥闯?，該變頻器利用正弦定理推導(dǎo)扇區(qū)計(jì)算公式，由于每個(gè)扇區(qū)占用60度,所以正弦表只需0-60度,而不用傳統(tǒng)的0-180度,在同樣內(nèi)存空間的情況下，可有效提高精度；同時(shí)，零矢量均勻被分配成4部分，中間兩部分是111，兩側(cè)為000,有效減少了諧波分量。
權(quán)利要求1.一種SVPWM提升機(jī)專用變頻器，其特征在于包括 串聯(lián)在電網(wǎng)接入端與提升機(jī)三相異步電機(jī)之間線路上的IPM控制器； 鍵盤； 檢測提升機(jī)三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子速度的編碼器； 連接鍵盤和提升機(jī)三相異步電機(jī)的編碼器，向IPM控制器輸出SVPWM信號并根據(jù)用戶通過鍵盤輸入的轉(zhuǎn)速與編碼器檢測到的速度計(jì)算輸出的SVPWM信號的占空比的控制器； 連接在控制器和IPM控制器之間的隔離器； 連接控制器，檢測IPM控制器或線路故障的故障檢測模塊； 連接控制器，采樣提升機(jī)三相異步電機(jī)三相供電線路實(shí)際電流值的采樣器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變頻器，其特征在于控制器是型號為TMS320LF2812的微控制器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種SVPWM提升機(jī)專用變頻器，其特征在于包括IPM控制器；鍵盤；編碼器；連接鍵盤和提升機(jī)三相異步電機(jī)的編碼器，向IPM控制器輸出SVPWM信號并根據(jù)用戶輸入的轉(zhuǎn)速與編碼器檢測的速度計(jì)算SVPWM信號的占空比的控制器；連接在控制器和IPM控制器之間的隔離器；連接控制器，采樣提升機(jī)三相異步電機(jī)三相供電線路實(shí)際電流值的采樣器。本實(shí)用新型的變頻器僅需設(shè)置速度參數(shù)，而無需輸入大量的PI控制參數(shù)，方便用戶使用，提高安全性，SVPWM信號相對于SPWM信號的電壓利用率高15％，而且SVPWM更加靈活，因此基于SVPWM信號的變頻器在提升領(lǐng)域具有較好的市場推廣前景。
文檔編號H02P27/12GK202679310SQ201220153988
公開日2013年1月16日 申請日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者李紹民 申請人:大連民族學(xué)院