本實(shí)用新型屬于變頻器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智能變頻器裝置。

背景技術(shù)：

變頻器是一種針對(duì)電機(jī)的可以調(diào)節(jié)頻率的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，利用變頻技術(shù)通過改變壓頻來實(shí)現(xiàn)平滑控制交流電動(dòng)機(jī)所輸出的速度及轉(zhuǎn)矩的目的。隨著世界各國(guó)可持續(xù)發(fā)展的提出，著眼全球環(huán)境與能源的現(xiàn)狀，優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)計(jì)工藝，節(jié)省電能損耗，提高能源利用率，對(duì)減少環(huán)境污染起到了積極而深遠(yuǎn)的影響。變頻器作為電力傳動(dòng)單元，具有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景。

隨著電力電子技術(shù)、控制技術(shù)的高速發(fā)展和市場(chǎng)需求量大等因素，使得變頻控制技術(shù)及理論日趨成熟及不斷創(chuàng)新，促進(jìn)了變頻器調(diào)速性能的進(jìn)一步提高。例如出現(xiàn)了利用DSP處理器的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力作為變頻器控制核心，實(shí)現(xiàn)了高可靠性的變頻控制系統(tǒng)。但是對(duì)于低功率變頻器需求領(lǐng)域，這種控制系統(tǒng)性價(jià)比不高，且控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以急需出現(xiàn)一種新的頻率輸出控制裝置，本案由此產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的，在于提供一種智能變頻器，其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，性價(jià)比高。

為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是：

一種智能變頻器，包括主控制器，第一DA電路、第二DA電路、加法器、驅(qū)動(dòng)控制電路、光耦隔離驅(qū)動(dòng)電路、全橋電路、頻率采樣電路、電壓采樣電路、調(diào)理電路、AD采樣電路和鎖相電路，其中，第一DA電路和第二DA電路的輸入端均連接主控制器，第一DA電路和第二DA電路的輸出端分別連接加法器的輸入端，加法器的輸出端連接驅(qū)動(dòng)控制電路的輸入端，主控制器的輸出端還電連接驅(qū)動(dòng)控制電路的輸入端；所述驅(qū)動(dòng)控制電路的輸出端經(jīng)由光耦隔離電路連接全橋電路的輸入端，而全橋電路的輸出端分別連接負(fù)載、電壓采樣電路和頻率采樣電路；電壓采樣電路的輸出端經(jīng)調(diào)理電路連接驅(qū)動(dòng)控制電路和AD采樣電路的輸入端，AD采樣電路的輸出端連接主控制器的輸入端；頻率采樣電路經(jīng)鎖相電路連接至主控制器的輸入端。

上述驅(qū)動(dòng)控制電路采用EG8010芯片。

上述光耦隔離驅(qū)動(dòng)電路采用6N137芯片，與EG8010的SPWM引腳相連接。

上述調(diào)理電路包括依次連接的電壓跟隨器和濾波電路，電壓跟隨器的輸入端連接電壓采樣電路的輸出端，而濾波電路的輸出端分別連接AD采樣電路的輸入端和EG8010的VFB引腳。

上述第一DA電路采用12位高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器，第二DA電路采用由三極管9013和電阻構(gòu)成的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。

上述全橋電路由四個(gè)電力電子開關(guān)采用兩兩串聯(lián)然后并聯(lián)的連接結(jié)構(gòu)組成。

上述頻率采樣電路采用過零比較器。

上述鎖相電路采用CD4046芯片。

上述主控制器采用C8051f330芯片。

上述主控制器還分別連接有按鍵模塊和指示燈。

采用上述方案后，本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)：

（1）本實(shí)用新型通過實(shí)時(shí)采集輸出電源的頻率信息，主控制器對(duì)實(shí)時(shí)采集的頻率信息與系統(tǒng)設(shè)定的頻率要求進(jìn)行比較分析，根據(jù)比較的結(jié)果，通過實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)EG8010的 FRQADJ引腳的參考電壓達(dá)到調(diào)節(jié)實(shí)際輸出電源頻率的目的。由于該頻率控制屬于閉環(huán)控制，提高了輸出電源頻率的精度；

（2）本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)輸出電源頻率和電源電壓的閉環(huán)控制，提高了輸出電源的頻率和電壓精度；

（3）驅(qū)動(dòng)控制電路采用高度集成的具有SPWM功能的EG8010芯片，實(shí)現(xiàn)了變頻器輸出電源電壓正弦化和驅(qū)動(dòng)控制電路的集成化，減少了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和體積。由于整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本低，控制簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，可靠性能好，具有很高的推廣價(jià)值。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖；

圖2是本實(shí)用新型的頻率閉環(huán)控制工作原理圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種智能變頻器，包括主控制器，第一DA電路、第二DA電路、加法器、驅(qū)動(dòng)控制電路、光耦隔離驅(qū)動(dòng)電路、全橋電路、頻率采樣電路、電壓采樣電路、調(diào)理電路、AD采樣電路和鎖相電路，下面分別介紹。

所述頻率采樣電路的輸入端連接全橋電路，輸出端經(jīng)由鎖相電路連接主控制器。所述頻率采樣電路將系統(tǒng)輸出的電源頻率經(jīng)鎖相電路后送入主控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)實(shí)際輸出電源頻率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。

所述第一DA電路、第二DA電路的輸入端均連接主控制器，輸出端分別連接加法器的輸入端，而加法器的輸出端連接驅(qū)動(dòng)控制電路，在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)控制電路采用高度集成的具有SPWM功能的EG8010芯片，加法器的輸出端連接EG8010的FRQADJ引腳，輸出參考電壓。所述主控制通過控制第一DA電路和第二DA電路（第一DA電路用于細(xì)調(diào)，第二DA電路用于粗調(diào)）的輸出，實(shí)時(shí)改變EG8010的FRQADJ引腳的參考電壓，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出電源頻率的目的，提高輸出電源頻率的精度。

所述電壓采樣電路的輸入端連接全橋電路的輸出端，輸出端經(jīng)由調(diào)理電路連接EG8010的VFB引腳，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)控制電路對(duì)系統(tǒng)電源輸出電壓實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的閉環(huán)控制。EG8010產(chǎn)生的SPWM信號(hào)經(jīng)由光耦隔離驅(qū)動(dòng)電路連接全橋電路的輸入端。系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源輸出電壓的反饋值，通過實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)SPWM信號(hào)，達(dá)到實(shí)時(shí)改變系統(tǒng)輸出電源電壓的目的，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輸出的實(shí)際電源電壓與設(shè)定的電源電壓實(shí)時(shí)相比較的閉環(huán)控制，提高輸出電源電壓的精度。

所述調(diào)理電路的輸出端還經(jīng)由AD采樣電路連接主控制器，實(shí)現(xiàn)主控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)際輸出的電源電壓的目的。

在本實(shí)施例中，第一DA電路可采用12位高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于細(xì)調(diào)，第二DA電路可采用由三極管9013和電阻構(gòu)成的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于實(shí)現(xiàn)粗調(diào)，二者在主控制器的控制下，可提供0-5V高精度可調(diào)參考電壓；加法器由比較器和電阻構(gòu)成，用于將第一、第二DA電路的輸出信號(hào)相疊加。

所述光耦隔離電路可采用具有光電隔離功能的6N137芯片，與EG8010的SPWM引腳連接；全橋電路則由四個(gè)具有可控開斷的電力電子開關(guān)采用兩兩串聯(lián)然后并聯(lián)的連接結(jié)構(gòu)組成，所述全橋電路還連接直流電源，由直流電源供給工作電壓。

所述調(diào)理電路包括依次連接的電壓跟隨器和濾波電路，電壓跟隨器的輸入端連接電壓采樣電路的輸出端，而濾波電路的輸出端分別連接AD采樣電路的輸出端和EG8010的VFB引腳。

所述頻率采樣電路由過零比較器構(gòu)成，鎖相電路可采用具有鎖相環(huán)功能的CD4046芯片，而主控制器可采用C8051f330芯片。

在本實(shí)施例中，主控制器還分別連接有按鍵模塊和指示燈，其中，按鍵模塊用于供操作者輸入控制指令，而指示燈則可在主控制器的控制下顯示裝置的當(dāng)前工作狀態(tài)。

配合圖2所示，本實(shí)用新型在工作時(shí)，在全橋電路接入的負(fù)載開始工作后，利用頻率采樣電路采集系統(tǒng)實(shí)際輸出電壓頻率，主控制器通過對(duì)實(shí)際系統(tǒng)輸出的電源頻率和系統(tǒng)設(shè)定的輸出電源頻率進(jìn)行誤差計(jì)算分析，通過利用誤差計(jì)算分析得出的差值。經(jīng)過PID控制器調(diào)節(jié)，主控制器控制第一DA電路和第二DA電路，輸出最優(yōu)的頻率調(diào)節(jié)參考電壓值，驅(qū)動(dòng)控制電路通過主控制器給定的參考電壓值，輸出對(duì)應(yīng)頻率的電源，形成輸出電源頻率的閉環(huán)控制，減少實(shí)際輸出電源頻率與系統(tǒng)設(shè)定的電源頻率的誤差，提高輸出電源頻率的精度。

綜合上述，本實(shí)用新型一種智能變頻器，驅(qū)動(dòng)控制電路采用高度集成的具有SPWM功能的EG8010芯片，實(shí)現(xiàn)了變頻器輸出電源電壓正弦化、驅(qū)動(dòng)控制電路的集成化、減少了變頻器的體積和系統(tǒng)控制的復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)的可靠性和降低了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)成本，使得整個(gè)系統(tǒng)具有控制靈活、可靠性好、控制簡(jiǎn)單、性價(jià)比高的特點(diǎn)，具有很高的研究和推廣價(jià)值。

以上實(shí)施例僅為說明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。