一種兩電平四象限變頻器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種變頻器，具體涉及一種兩電平四象限變頻器，屬于變頻器控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的日益提高，節(jié)能低碳越來(lái)越成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，為了提高能量利用率，為降低網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生的諧波并提高功率因數(shù)，本實(shí)用新型提出四象限的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并采用雙PWM電路拓?fù)洌肞WM整流器實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)。
[0003]所謂雙PffM控制技術(shù)，由PffM整流器和PffM逆變器組成，無(wú)需增加任何附加電路，就可以保證系統(tǒng)工作在單位功率因數(shù)下，消除網(wǎng)側(cè)諧波污染，能量雙向流動(dòng)，方便電機(jī)四象限運(yùn)行，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短，且提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的變頻器不能實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性差的問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種兩電平四象限變頻器，包括第一電抗、三相整流電路、電容、三相逆變電路、第二電抗、電機(jī)、控制電路和采集調(diào)理電路，所述采集調(diào)理電路包括電網(wǎng)側(cè)電壓采集調(diào)理電路、電機(jī)側(cè)電壓采集調(diào)理電路、電網(wǎng)側(cè)電流采集調(diào)理電路、電機(jī)側(cè)電流采集調(diào)理電路和直流電壓采集調(diào)理電路，電網(wǎng)通過(guò)第一電抗連接三相整流電路，三相整流電路通過(guò)電容連接三相逆變電路，三相逆變電路通過(guò)第二電抗連接電機(jī)，電網(wǎng)側(cè)電壓采集調(diào)理電路的輸入端接在電網(wǎng)與第一電抗之間，電機(jī)側(cè)電壓采集調(diào)理電路的輸入端接在第二電抗與電機(jī)之間，電網(wǎng)側(cè)電流采集調(diào)理電路的輸入端接在第一電抗與三相整流電路之間，電機(jī)側(cè)電流采集調(diào)理電路的輸入端接在三相逆變電路與第二電抗之間，直流電壓采集調(diào)理電路的入端接在電容的兩端，所述電網(wǎng)側(cè)電壓采集調(diào)理電路、電機(jī)側(cè)電壓采集調(diào)理電路、電網(wǎng)側(cè)電流采集調(diào)理電路、電機(jī)側(cè)電流采集調(diào)理電路和直流電壓采集調(diào)理電路的輸出端均與控制電路建立連接。
[0006]所述三相整流電路包括并聯(lián)連接的第一整流橋臂、第二整流橋臂、第三整流橋臂和第四整流橋臂，第一整流橋臂、第二整流橋臂和第三整流橋臂的結(jié)構(gòu)相同，第一整流橋臂包括兩個(gè)功率管，第一電抗分別連接第一整流橋臂、第二整流橋臂和第三整流橋臂的中點(diǎn)，第四整流橋臂包括能耗電阻。采用功率器件做PffM整流器和PffM逆變器，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)能量的雙向流動(dòng)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的四象限運(yùn)行，同時(shí)提高了電網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)，減少了網(wǎng)側(cè)諧波的產(chǎn)生，達(dá)到了提高電網(wǎng)電能質(zhì)量和節(jié)約能源的目的。
[0007]所述電流檢測(cè)調(diào)理電路包括電流傳感器、采樣電阻、跟隨電路、反相加法電路和反相比例電路，電流傳感器的輸出端通過(guò)跟隨電路連接反相加法電路的輸入端，反相加法電路的輸出端連接反相比例電路，反相比例電路的輸出端連接控制電路，所述采樣電阻的一端接在電流傳感器與跟隨電路之間，采樣電阻的另一端接地。
[0008]所述反相加法電路包括運(yùn)算放大器、第一電阻、第二電阻和第三電阻，跟隨電路輸出端通過(guò)第一電阻接入運(yùn)算放大器的反相輸入端，第三電阻并接在運(yùn)算放大器的輸出端與反相輸入端之間，第二電阻的一端接在運(yùn)算放大器的反相輸入端，第二電阻的另一端為供電端。
[0009]所述第一電阻、第二電阻和第三電阻的阻值相同。
[0010]所述一種兩電平四象限變頻器包括十二路驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端均與控制電路建立連接，其中六路驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接三相整流電路，剩余六路驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接三相逆變電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括串聯(lián)連接的光耦和反壓電路，光耦的輸出端為驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，反壓電路的輸出端為驅(qū)動(dòng)電路的輸出端。
[0011]所述一種兩電平四象限變頻器包括同步信號(hào)檢測(cè)電路，所述同步信號(hào)檢測(cè)電路包括變壓器、濾波電路、第一電壓比較器、反相器和第四電阻，變壓器的輸入端連接電網(wǎng)的輸出端，變壓器的輸出端通過(guò)濾波電路連第一電壓比較器的同相輸入端，第一電壓比較器的反相輸入端接地，第一電壓比較器的輸出端連接反相器的輸入端，反相器的輸出端連接控制電路，第四電阻的一端接在反相器的輸出端，第四電阻的另一端為供電端。
[0012]所述一種兩電平四象限變頻器包括若干過(guò)流保護(hù)電路，所述過(guò)流保護(hù)電路包括第二電壓比較器和鉗位電路，第二電壓比較器的反相輸入端為過(guò)流保護(hù)電路的輸入端，第二電壓比較器的輸出端經(jīng)鉗位電路的中點(diǎn)連接控制電路。
[0013]所述控制電路包括TMS320F2812芯片，DSP2812最高頻率可達(dá)150MHz，該芯片外設(shè)包括16路12位精度ADC、2路SCI以及兩個(gè)事件管理模塊EVA、EVB，每個(gè)事件管理模塊包括6路全比較PWM/CMP、2路QEP和3路CAP。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果:本實(shí)用新型采用的兩電平四象限變頻器，與兩象限變頻器相比，可以實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，消除電網(wǎng)諧波，使系統(tǒng)在單位功率因數(shù)下運(yùn)行，提高電網(wǎng)功率的利用率。本實(shí)用新型可以直接對(duì)網(wǎng)側(cè)電流進(jìn)行控制，減小網(wǎng)側(cè)電流諧波的產(chǎn)生，提高功率因數(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2，本實(shí)用新型電抗、三相整流電路、電容、三相逆變電路和電機(jī)的電路示意圖；
[0017]圖3，本實(shí)用新型電流檢測(cè)調(diào)理電路圖；
[0018]圖4，本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)電路圖；
[0019]圖5，本實(shí)用新型同步信號(hào)檢測(cè)電路；
[0020]圖6，本實(shí)用新型過(guò)流保護(hù)電路。
【具體實(shí)施方式】
[0021]結(jié)合【附圖說(shuō)明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，本實(shí)施方式的一種兩電平四象限變頻器，包括第一電抗Lm、三相整流電路1、電容C、三相逆變電路2、第二電抗Ln、三相異步電機(jī)M、控制電路3和采集調(diào)理電路，所述采集調(diào)理電路包括電網(wǎng)側(cè)電壓采集調(diào)理電路4、電機(jī)側(cè)電壓采集調(diào)理電路5、電網(wǎng)側(cè)電流采集調(diào)理電路6、電機(jī)側(cè)電流采集調(diào)理電路7和直流電壓采集調(diào)理電路8，電網(wǎng)K通過(guò)第一電抗Lm連接三相整流電路I，三相整流電路I通過(guò)電容C連接三相逆變電路2，三相逆變電路2通過(guò)第二電抗Ln連接三相異步電機(jī)M，電網(wǎng)側(cè)電壓采集調(diào)理電路4的輸入端接在電網(wǎng)K與第一電抗Lm之間，電機(jī)側(cè)電壓采集調(diào)理電路5的輸入端接在第二電抗Ln與三相異步電機(jī)M之間，電網(wǎng)側(cè)電流采集調(diào)理電路6的輸入端接在第一電抗Lm與三相整流電路I之間，電機(jī)側(cè)電流采集調(diào)理電路7的輸入端接在三相逆變電路2與第二電抗Ln之間，直流電壓采集調(diào)理電路8的輸入端接在電容C的兩端，所述電網(wǎng)側(cè)電壓采集調(diào)理電路4、電機(jī)側(cè)電壓采集調(diào)理電路5、電網(wǎng)側(cè)電流采集調(diào)理電路6、電機(jī)側(cè)電流采集調(diào)理電路7和直流電壓采集調(diào)理電路8的輸出端均與控制電路3建立連接。
[0022]所述三相整流電路I包括并聯(lián)連接的第一整流橋臂、第二整流橋臂、第三整流橋臂和第四整流橋臂，第一整流橋臂、第二整流橋臂和第三整流橋臂的結(jié)構(gòu)相同，第一整流橋臂包括兩個(gè)串聯(lián)功率管VTl和VT2，第二整流橋臂包括兩個(gè)串聯(lián)功率管VT3和VT4，第三整流橋臂包括兩個(gè)串聯(lián)功率管VT5和VT6，第一電抗Lm分別連接第一整流橋臂、第二整流橋臂和第三整流橋臂的中點(diǎn)，第四整流橋臂包括能耗電阻&。
[0023]所述三相逆變電路2包括并聯(lián)連接的第一逆變橋臂、第二逆變橋臂和第三逆變橋臂，第一逆變橋臂、第二逆變橋臂和第三逆變橋臂的結(jié)構(gòu)相同，第一逆變橋臂包括兩個(gè)串聯(lián)功率管VT7和VT8，第二逆變橋臂包括兩個(gè)串聯(lián)功率管VT9和VT10，第三逆變橋臂包括兩個(gè)串聯(lián)功率管VTl I和VT12，第二電抗Ln分別連接第一逆變橋臂、第二逆變橋臂和第三逆變橋臂的中點(diǎn)。
[0024]所述電流檢測(cè)調(diào)理電路包括電流傳感器9、采樣電阻IV跟隨電路10、反相加法電路11和反相比例電路12，電流傳感器9的輸出端通過(guò)跟隨電路10連接反相加法電路11的輸入端，反相加法電路11的輸出端連接反相比例電路，反相比例電路的輸出端連接控制電路3，所述采樣電阻Rm的一端接在電流傳感器9與跟隨電路10之間，采樣電阻R M的另一端接地。本實(shí)施方式的電流傳感器9為霍爾電流傳感器。
[0025]所述反相加法電路11包括運(yùn)算放大器13、第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3，跟隨電路10輸出端通過(guò)第一電阻Rl接入運(yùn)算放大器13的反相輸入端，第三電阻R3并接在運(yùn)算放大器13的輸出端與反相輸入端之間，第二電阻R2的一端接在運(yùn)算放大器13的反相輸入端，第二電阻R2的另一端為供電端。
[0026]所述第一電阻Rl、第二電阻R2和第三電阻R3的阻值相同。將被測(cè)電流接到霍爾電流傳感器9的原邊，傳感器輸出的電流信號(hào)通過(guò)采樣電阻Rm轉(zhuǎn)換為電壓信