專利名稱：用抑制諧波數(shù)據(jù)軟件實(shí)現(xiàn)的數(shù)字式逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用抑制諧波數(shù)據(jù)軟件實(shí)現(xiàn)的數(shù)字式逆變器，特別涉及基于抑制諧波式正弦波脈寬調(diào)制控制方式三相“功率電子逆變器”的控制電路和應(yīng)用于變頻器，交流電源、不間斷電源等場(chǎng)合，屬電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
申請(qǐng)人查閱了現(xiàn)有的“功率電子逆變器”的專利，歸納如下1、三相逆變主電路逆變器是一種將直流電變?yōu)榻涣麟姷牟考?，分單相逆變，三相三橋臂逆變和三相四橋臂逆?其中一橋臂為三相的零線)，其功率管數(shù)通常單相為四管，三相三橋臂為六管，三相四橋臂為八管，所用管子為可以通過控制極實(shí)現(xiàn)通斷的IGBT，GTR，IPM，GTO等，總上可知在主電路上都是一樣的；2、三相逆變控制策略三相逆變器輸出波形的好壞(正弦性)取決于控制策略，現(xiàn)有專利中有以下幾種2.1、方波式如申請(qǐng)專利號(hào)95217257.7即輸出相電壓的波形為方波，其方波頻率與所需輸出頻率相同，由于方波中含有所有的奇次諧波，其諧波分量很豐富且數(shù)值很大；由于低次諧波難以消除，輸出諧波正弦性差，因此早被棄用。
2.2、截波式如申請(qǐng)專利號(hào)90104549.7其輸出波形在方波的基礎(chǔ)上，前后各截去一塊可以由逆變器獲得調(diào)壓，可以減少幾個(gè)諧波，此法稍優(yōu)于方波法，但也已落后。
2.3、SPWM法如申請(qǐng)(專利)號(hào)00117153.4這是一種正弦波脈寬調(diào)制逆變法(即SPWM)，其脈沖序列開關(guān)波是一高頻三角形(載波)與想要獲得的模型正弦波之間的交點(diǎn)構(gòu)成，此法可以抑制的頻率較多，是目前國內(nèi)外最流行的方法；各跨國公司紛紛推出專用芯片，目前在市場(chǎng)上可以買得到型號(hào)有2.3.1、單相的專用模板有SA8381 SA8382 SA869 SA801 SA867A(D)E等2.3.2、三相的專用模板塊有SA8281 SA868 SA4828 SA866AE SA8282SA808 SA866DESA862AMSA866DM等此法可以通過控制改變輸出電壓和輸出頻率以滿足改變交流電動(dòng)機(jī)(負(fù)載)轉(zhuǎn)速的目的，但是由于所輸出的開關(guān)波脈沖串中存在著大量“諧波分量”(主要集中在三角波頻率的一倍頻，二倍頻及三倍頻區(qū)附近的包絡(luò)線處)，其數(shù)值將隨電壓調(diào)制比M的改變而改變。M值越小其諧波值越大，可能大于基波分量幾倍至十幾倍。SPWM控制策略的基本危害就是在M小時(shí)效率明顯降低，電動(dòng)機(jī)上的耗損明顯加大。
2.4、矢量控制SPWM法如申請(qǐng)(專利)號(hào)02148650.6，此法是SPWM的改良，目的是通過矢量控制方法提高SPWM法的輸出轉(zhuǎn)距，但是對(duì)于SPWM方法存在的“諧波分量較大”的負(fù)作用并未克服。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種用自行設(shè)計(jì)的“抑制諧波數(shù)據(jù)軟件”實(shí)現(xiàn)的“數(shù)字式逆變器”，用來克服和解決電壓調(diào)制比M小時(shí)效率明顯降低、電動(dòng)機(jī)上的耗損明顯加大和“諧波分量”值越大的問題；達(dá)到使逆變器的輸出波形更加接近正弦波、使負(fù)載電動(dòng)機(jī)上的耗損更少、效率更高、節(jié)電能力更強(qiáng)的目的；一、抑制諧波數(shù)據(jù)軟件的設(shè)計(jì)本實(shí)用新型的核心就是所存入的數(shù)據(jù)不但可以使逆變器輸出的頻率和電壓發(fā)生改變，而且可以最大限度抑制諧波、使輸出波形的正弦性更好，效率更高，其基本原理如下任何一種周期性的開關(guān)序列波都可以用付里葉級(jí)數(shù)表示為F(ωt)=Σn=1∞[ansin(nωt)+bncos(nωt)]......................(1)]]>an=(1/Π)∫02Πf(ωt)sin(ωt)dωt......................(2)]]>bn=(1/Π)∫02Πf(ωt)cos(ωt)d(ωt)......................(3)]]>當(dāng)開關(guān)序列波在[0，л]區(qū)間內(nèi)，以л/2為軸對(duì)稱；在[0，2л]區(qū)間內(nèi)以л點(diǎn)為軸對(duì)稱，則(1)式可簡化為F(ωt)＝αn＝(4E/(nл))[-1-2∑(-1)cos(nαk)]……(4)式中n——(諧波次數(shù))，n＝1，3，5，……………………(5)E——直流供電電壓(伏)αk——在[0，2л]區(qū)間內(nèi)的N個(gè)開關(guān)角中的第K個(gè)開關(guān)角對(duì)于三相負(fù)載(如三相電動(dòng)機(jī))而言，“三”的整數(shù)倍諧波自動(dòng)消除，因此(5)式中的n的取值為n＝1，5，7，11，13，17………………………………………(6)即逆變器的輸出波形中包含(6)式所列的基波“1”和諧波次數(shù)為“5，7，11，13，17”等不含3的整數(shù)倍的奇次諧波可以令 α1＝U1 (7-1)α5＝0(7-2)α7＝0(7-3)α11＝0 (7-4)α13＝0 (7-5)α17＝0 (7-6)α19＝0 (7-7)α23＝0 (7-8). .
. .
. .
(7-m).
代入式(4)就可以構(gòu)成m階方程組，由計(jì)算機(jī)解出m個(gè)α角，根據(jù)α1，α2，α3，……αm的值編制出一個(gè)周期的“0”，“1”值存入EPROM即可。
由(7)式知，不同的U1值所得的α值是不同的，由此可以獲得一系列不同U1值的α1，α2，α3，……αm角，存入不同高位地址的EPROM中，選擇不同的高位地址就有不同的U1值的°輸出。B相C相分別為A相數(shù)據(jù)右移120°和240°。
由(7)式還可以看到只需八個(gè)獨(dú)立開關(guān)角就可以抑制掉23次諧波，其抑制諧波能力極強(qiáng)，獨(dú)立開關(guān)角數(shù)(即方程組的階數(shù))越高其可抑制的諧波次數(shù)越高，同樣開關(guān)角數(shù)抑制的諧波次數(shù)比SPWM法抑制的諧波次數(shù)多50％，且殘余(未被抑制)的諧波分量幅值遠(yuǎn)小于SPWM法。
如應(yīng)用在負(fù)載為風(fēng)機(jī)的場(chǎng)所，由于風(fēng)機(jī)有共振現(xiàn)象，為避免因共振而被損壞，可將已知的共振頻率(諧波次數(shù))列入(7)式，并令該次諧波的值“α(共振)＝0”，則逆變器的輸出波形中就不含此共振頻率，就可使風(fēng)機(jī)免于共振，免于損壞。
由此可知，本專利申請(qǐng)是一種具有數(shù)字控制能力的、抑制諧波的逆變器。
以下為一組用本法算出的可以消除63次以下諧波的逆變器的一個(gè)周期的開關(guān)角數(shù)據(jù)。
2.586°，5.569°，7.736°，11.114°，12.897°，16.647°，18.078°22.173°，23.286°，27.695°，28.527°，33.220°，33.808°，38.758°39.143°，44.334°，44.559°，50.028°，50.138°，56.217°，56.259°
123.741°，123.783°，129.862°，129.972°，135.441°，135.666°，140.857°141.117°，146.192°，146.780°，151.473°，152.305°，156.714°，157.827°161.922°，163.353°，167.107°，168.886°，172.264°，174.431°，177.414°182.586°，185.569°，187.736°，191.114°，192.897°，196.647°，198.078°202.173°，203.286°，207.695°，208.527°，213.220°，213.808°，218.758°219.143°，224.334°，224.559°，230.028°，230.138°，236.217°，236.259°303.741°，303.783°，309.862°，309.972°，315.441°，315.666°，320.857°321.117°，326.192°，326.780°，331.473°，332.305°，336.714°，337.827°341.922°，343.353°，347.107°，348.886°，352.264°，354.431°，357.414°根據(jù)上述設(shè)計(jì)的抑制諧波原理計(jì)算出來的有關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到本實(shí)用新型核心的EPROM 27512只讀存儲(chǔ)器中，再用本實(shí)用新型的硬件電路，即可實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)所要求的、具有抑制多次諧波的數(shù)字逆變器。
二、本實(shí)用新型的硬件電路數(shù)字式逆變器由18F1220單片機(jī)(CPU)、HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、27512只讀存儲(chǔ)器、由兩片74HC32組成的六路死區(qū)延時(shí)電路、由六片6N137組成的六路光電耦合器組成的控制電路和主電路組成，18F1220單片機(jī)(CPU)與HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和27512只讀存儲(chǔ)器電連接，HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、27512只讀存儲(chǔ)器、74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路、6N137六路光電耦合器、主電路依次串聯(lián)電連接，主電路的輸出端與執(zhí)行電機(jī)電連接；18F1220單片機(jī)(CPU)1的腳15和腳16間接有主振蕩器7，輸入信號(hào)U-1N與18F1220單片機(jī)(CPU)1的腳1連接，腳8和腳9與HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器2的腳11和腳10連接；
18F1220單片機(jī)(CPU)1的腳13、腳12、腳11、腳10、腳18和腳17分別與27512只讀存儲(chǔ)器3的腳1、腳27、腳26、腳2、腳23和腳21連接，18F1220單片機(jī)(CPU)1的腳4經(jīng)電阻R31和電容C19分別與電源VCC和地連接；HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器2的腳1、腳15、腳14、腳12、腳13、腳4、腳12、腳3、腳5和腳6分別與27512只讀存儲(chǔ)器3的腳24、腳25、腳3、腳4、腳5、腳6、腳7、腳8、腳9和腳10連接；HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器2的腳16和腳8分別與電源VCC和地連接；27512只讀存儲(chǔ)器3的腳17、腳16和腳15分別與74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之一15的腳1、腳4和腳9連接，并經(jīng)電阻R6、R5、R4與74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之一15的經(jīng)電容C6、C5和C4接地的腳2、腳5和腳10連接；27512只讀存儲(chǔ)器3的腳13、腳12和腳11分別與74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之二16的腳1、腳4和腳9連接，并經(jīng)電阻R3、R2、R1與74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之二16的經(jīng)電容C3、C2和C1接地的腳2、腳5和腳10連接；27512只讀存儲(chǔ)器3的腳28與電源VCC連接，腳14、腳20和腳22接地；74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之一15的腳5、腳6和腳8分別與6N137六路光電耦合器之一17的腳5、6N137六路光電耦合器之二18的腳5和6N137六路光電耦合器之三19的腳5連接；74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之二16的腳5、腳6和腳8分別與6N137六路光電耦合器之四20的腳5、6N137六路光電耦合器之五21的腳5和6N137六路光電耦合器之六22的腳5連接；6N137六路光電耦合器之一17的腳2經(jīng)電阻R7與電源VCC連接，腳2和腳5間接有電容C7，+15V電源經(jīng)電阻R10與和腳8連接的電阻R8、和腳6連接的電阻R9、和腳5連接的電容C8及二極管D1的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之二18的腳2經(jīng)電阻R11與電源VCC連接，腳2和腳5間接有電容C9，+15V電源經(jīng)電阻R14與和腳8連接的電阻R12、和腳6連接的電阻R15、和腳5連接的電容C10及二極管D2的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之三19的腳2經(jīng)電阻R15與電源VCC連接，腳2和腳5間接有電容C11，+15V電源經(jīng)電阻R18與和腳8連接的電阻R16、和腳6連接的電阻R17、和腳5連接的電容C12及二極管D5的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之四20的腳2經(jīng)電阻R19與電源VCC連接，腳2和腳5間接有電容C15，+15V電源經(jīng)電阻R22與和腳8連接的電阻R20、和腳6連接的電阻R21、和腳5連接的電容C14及二極管D4的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之五21的腳2經(jīng)電阻R25與電源VCC連接，腳2和腳5間接有電容C15，+15V電源經(jīng)電阻R26與和腳8連接的電阻R24、和腳6連接的電阻R25、和腳5連接的電容C16及二極管D5的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之六22的腳2經(jīng)電阻R27與電源VCC連接，腳2和腳5間接有電容C17，+15V電源經(jīng)電阻R50與和腳8連接的電阻R28、和腳6連接的電阻R29、和腳5連接的電容C18及二極管D6的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之一17的腳6與大功率開關(guān)管8的A+連接，6N137六路光電耦合器之二18的腳6與大功率開關(guān)管9的A-連接，6N137六路光電耦合器之三19的腳6與大功率開關(guān)管10的B+連接，6N137六路光電耦合器之四20的腳6與大功率開關(guān)管11的B-連接，6N137六路光電耦合器之五21的腳6與大功率開關(guān)管12的C+連接，6N137六路光電耦合器之六22的腳6與大功率開關(guān)管13的C-連接；大功率開關(guān)管8、10、12的集電極、二極管D7、D9、D11的負(fù)極與電源正極連接，大功率開關(guān)管8、10、12的發(fā)射極、二極管D7、D9、D11的正極分別與大功率開關(guān)管9、11、13的集電極、二極管D8、D10、D12的負(fù)極連接并依次分別與執(zhí)行電機(jī)14的三相啟動(dòng)電壓端子連接；大功率開關(guān)管9、11、13的發(fā)射極、二極管D8、D10、D12的正極與電源負(fù)極連接。
本實(shí)用新型用于諧波抑制，使輸出波形更加接近正弦波。
本實(shí)用新型的有益效果、優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)1、在同樣的開關(guān)頻率下，比SPWM能夠消除的諧波次數(shù)多50％～72％，因此，本法輸出波形的正弦性比SPWM法更好；2、未被消除的諧波分量的最大值比SPWM小50％～450％；因此，本法的電機(jī)損耗比SPWM法更小，效率更高；3、同樣輸入電壓下，輸出電壓最大值比SPWM高15％；4、同樣輸入電壓下，輸出功率最大值比SPWM高32％；5、數(shù)字式逆變器的輸出波形更加接近正弦波，使負(fù)載電動(dòng)機(jī)上的耗損更少，效率更高，節(jié)電能力更強(qiáng)；6、如應(yīng)用在負(fù)載為風(fēng)機(jī)的場(chǎng)所，由于風(fēng)機(jī)有共振現(xiàn)象，為避免因共振而被損壞，可將已知的共振頻率(諧波次數(shù))列入(7)式，并令該次諧波的值“a(共振)＝0”，則逆變器的輸出波形中就不含此共振頻率，就可使風(fēng)機(jī)免于共振，免于損壞；7、本實(shí)用新型是一種具有數(shù)字控制能力的、抑制諧波的逆變器。


圖1本實(shí)用新型的控制電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖2本實(shí)用新型的控制電路電路聯(lián)接圖。
圖3本實(shí)用新型的主電路圖及與執(zhí)行電機(jī)的聯(lián)接圖。
圖中1.18F1220單片機(jī)(CPU)，2.HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，3.27512只讀存儲(chǔ)器，4.74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路，5.6N137六路光電耦合器，6.主電路，7.主振蕩器，8.大功率開關(guān)管，9.大功率開關(guān)管，10.大功率開關(guān)管，11.大功率開關(guān)管，12.大功率開關(guān)管，13.大功率開關(guān)管，14.執(zhí)行電機(jī)，15.74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之一，16.74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之二，17.6N137六路光電耦合器之一，18.6N137六路光電耦合器之二，19.6N137六路光電耦合器之三，20.6N137六路光電耦合器之四，21.6N137六路光電耦合器之五，22.6N137六路光電耦合器之六。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖再說明一下本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)和實(shí)施方式具體結(jié)構(gòu)如圖1、圖2和圖3所示數(shù)字式逆變器由18F1220單片機(jī)(CPU)1、HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器2、27512只讀存儲(chǔ)器3、由兩片74HC32組成的六路死區(qū)延時(shí)電路4、由六片6N137組成的六路光電耦合器5組成的控制電路和主電路6組成，18F1220單片機(jī)(CPU)1與HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器2和27512只讀存儲(chǔ)器3電連接，HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器2、27512只讀存儲(chǔ)器3、74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路4、6N137六路光電耦合器5、主電路6依次串聯(lián)電連接，主電路6的輸出端與執(zhí)行電機(jī)14電連接；18F1220單片機(jī)(CPU)1的腳15和腳16間接有主振蕩器7，輸入信號(hào)與腳1連接，腳8和腳9與HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器2的腳11和腳10連接；18F1220單片機(jī)(CPU)1的腳15、腳12、腳11、腳10、腳18和腳17分別與27512只讀存儲(chǔ)器3的腳1、腳27、腳26、腳2、腳25和腳21連接，18F1220單片機(jī)(CPU)1的腳4經(jīng)電阻R51和電容C19分別與電源VCC和地連接；HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器2的腳1、腳15、腳14、腳12、腳13、腳4、腳2、腳3、腳5和腳6分別與27512只讀存儲(chǔ)器3的腳24、腳25、腳3、腳4、腳5、腳6、腳7、腳8、腳9和腳10連接；HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器2的腳16和腳8分別與電源VCC和地連接；27512只讀存儲(chǔ)器3的腳17、腳16和腳15分別與74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之一15的腳1、腳4和腳9連接，并經(jīng)電阻R6、R5、R4與74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之一15的經(jīng)電容C6、C5和C4接地的腳2、腳5和腳10連接；27512只讀存儲(chǔ)器3的腳15、腳12和腳11分別與74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之二16的腳1、腳4和腳9連接，并經(jīng)電阻R3、R2、R1與74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之二16的經(jīng)電容C3、C2和C1接地的腳2、腳5和腳10連接；27512只讀存儲(chǔ)器3的腳28與電源VCC連接，腳14、腳20和腳22接地；74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之一15的腳3、腳6和腳8分別與6N137六路光電耦合器之一17的腳3、6N137六路光電耦合器之二18的腳3和6N137六路光電耦合器之三19的腳3連接；74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之二16的腳3、腳6和腳8分別與6N137六路光電耦合器之四20的腳3、6N137六路光電耦合器之五21的腳3和6N137六路光電耦合器之六22的腳3連接；6N137六路光電耦合器之一17的腳2經(jīng)電阻R7與電源VCC連接，腳2和腳3間接有電容C7，+15V電源經(jīng)電阻R10與和腳8連接的電阻R8、和腳6連接的電阻R9、和腳5連接的電容C8及二極管D1的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之二18的腳2經(jīng)電阻R11與電源VCC連接，腳2和腳3間接有電容C9，+15V電源經(jīng)電阻R14與和腳8連接的電阻R12、和腳6連接的電阻R13、和腳5連接的電容C10及二極管D2的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之三19的腳2經(jīng)電阻R15與電源VCC連接，腳2和腳3間接有電容C11，+15V電源經(jīng)電阻R18與和腳8連接的電阻R16、和腳6連接的電阻R17、和腳5連接的電容C12及二極管D3的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之四20的腳2經(jīng)電阻R19與電源VCC連接，腳2和腳3間接有電容C13，+15V電源經(jīng)電阻R22與和腳8連接的電阻R20、和腳6連接的電阻R21、和腳5連接的電容C14及二極管D4的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之五21的腳2經(jīng)電阻R23與電源VCC連接，腳2和腳間接有電容C15，+15V電源經(jīng)電阻R26與和腳8連接的電阻R24、和腳6連接的電阻R25、和腳5連接的電容C16及二極管D5的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之六22的腳2經(jīng)電阻R27與電源VCC連接，腳2和腳3間接有電容C17，+15V電源經(jīng)電阻R30與和腳8連接的電阻R28、和腳6連接的電阻R29、和腳5連接的電容C18及二極管D6的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之一17的腳6與大功率開關(guān)管8的A+連接，6N137六路光電耦合器之二18的腳6與大功率開關(guān)管9的A-連接，6N137六路光電耦合器之三19的腳6與大功率開關(guān)管10的B+連接，6N137六路光電耦合器之四20的腳6與大功率開關(guān)管11的B-連接，6N137六路光電耦合器之五21的腳6與大功率開關(guān)管12的C+連接，6N137六路光電耦合器之六22的腳6與大功率開關(guān)管13的C-連接；大功率開關(guān)管8、10、12的集電極、二極管D7、D9、D11的負(fù)極與電源正極連接，大功率開關(guān)管8、10、12的發(fā)射極、二極管D7、D9、D11的正極分別與大功率開關(guān)管9、11、13的集電極、二極管D8、D10、D12的負(fù)極連接并依次分別與執(zhí)行電機(jī)14的三相啟動(dòng)電壓端子連接；大功率開關(guān)管9、11、13的發(fā)射極、二極管D8、D10、D12的正極與電源負(fù)極連接。
實(shí)施方式本實(shí)用新型的核心是EPROM(27512)中所存的是用設(shè)計(jì)的軟件計(jì)算出來的有關(guān)數(shù)據(jù)，27512片是一個(gè)具有512K位的EPROM，即有64K個(gè)8位字節(jié)，將8位字節(jié)中的每一位去控制逆變器中一個(gè)管子，因此可實(shí)現(xiàn)對(duì)三相三橋臂的六只管子的控制。也可實(shí)現(xiàn)對(duì)三相四橋臂的八只管子的控制，更可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單相的四只管子的控制。
下面以三相三橋臂六管為例，介紹其工作原理將64K字節(jié)分為64組，每組1K字節(jié)用每組1K字節(jié)構(gòu)成一個(gè)正弦波周期的開關(guān)脈沖序列，每組有一個(gè)固定的電壓(即每組有不同的電壓調(diào)制比M)于是在逆變器輸入電壓E固定的情況下，選取64組中的不同組就有不同交流幅值的電壓輸出，通過改變所選組號(hào)控制字法便可實(shí)現(xiàn)調(diào)壓，每組的1K數(shù)據(jù)的掃描速度決定輸出頻率，通過改變掃描速度實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。
圖2就是構(gòu)成一種既可調(diào)頻又可調(diào)壓的逆變器控制電路，其工作原理可以用圖1框圖簡述如下18F1220單片機(jī)(CPU)1接收到來自外部的控制電壓U-IN，知道逆變器要輸出設(shè)定電壓值(U)和頻率值(F)，根據(jù)事先的約定知道要輸出該電壓值U應(yīng)該選通64位中的哪一位(即哪一個(gè)電壓)，實(shí)際上64組由27512只讀存儲(chǔ)器2中的高位地址A10～A15六位構(gòu)成，18F1220單片機(jī)(CPU)1給27512只讀存儲(chǔ)器2一個(gè)控制字，例如1F(16進(jìn)制)即為第31組。要確定輸出交流電的頻率F，由CPU命令內(nèi)部定時(shí)器的定時(shí)值發(fā)出1/T＝F0＝1K*F的值，即一個(gè)T的時(shí)間發(fā)出一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，F(xiàn)0為計(jì)數(shù)頻率；加到HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器2的計(jì)數(shù)輸入端，HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器2以二進(jìn)制方式輸出，其十個(gè)輸出腳又與27512只讀存儲(chǔ)器3的A0～A9地址相聯(lián)，當(dāng)脈沖數(shù)的每次改變都在逐個(gè)選通某一地址，將該地址的八位數(shù)經(jīng)74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路4，此延時(shí)值為同一逆變橋上下管子的死區(qū)時(shí)間；作為控制電路與主電路之間的電隔離的6N137六路光電耦合器5再輸出給逆變器主電路管子(六只或八只)，當(dāng)計(jì)數(shù)計(jì)滿1K時(shí)，相當(dāng)于輸出一個(gè)交流周期，連續(xù)計(jì)數(shù)就連續(xù)給逆變器工作獲得穩(wěn)頻穩(wěn)壓輸出，改變組數(shù)可獲得調(diào)壓的目的，改變定時(shí)器的時(shí)間T可以獲得調(diào)頻的目的；定時(shí)時(shí)間T越小則計(jì)滿1K(一個(gè)周期)所需時(shí)間越短、輸出周期越小、輸出頻率越高。
權(quán)利要求1.一種用抑制諧波數(shù)據(jù)軟件實(shí)現(xiàn)的數(shù)字式逆變器，由18F1220單片機(jī)(CPU)(1)、HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器(2)、27512只讀存儲(chǔ)器(3)、由兩片74HC32組成的六路死區(qū)延時(shí)電路(4)、由六片6N137組成的六路光電耦合器(5)組成的控制電路和主電路(6)組成，其特征在于18F1220單片機(jī)(CPU)(1)與HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器(2)和27512只讀存儲(chǔ)器(3)電連接，HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器(2)、27512只讀存儲(chǔ)器(3)、74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路(4)、6N137六路光電耦合器(5)、主電路(6)依次串聯(lián)電連接，主電路(6)的輸出端與執(zhí)行電機(jī)(14)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的用抑制諧波數(shù)據(jù)軟件實(shí)現(xiàn)的數(shù)字式逆變器，其特征在于18F1220單片機(jī)(CPU)(1)的腳15和腳16間接有主振蕩器(7)，輸入信號(hào)U-1N與18F1220單片機(jī)(CPU)(1)的腳1連接，18F1220單片機(jī)(CPU)(1)的腳8和腳9與HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器(2)的腳11和腳10連接；18F1220單片機(jī)(CPU)(1)的腳13、腳12、腳11、腳10、腳18和腳17分別與27512只讀存儲(chǔ)器(3)的腳1、腳27、腳26、腳2、腳23和腳21連接，18F1220單片機(jī)(CPU)(1)的腳4經(jīng)電阻R31和電容C19分別與電源VCC和地連接；HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器(2)的腳1、腳15、腳14、腳12、腳13、腳4、腳12、腳3、腳5和腳6分別與27512只讀存儲(chǔ)器(3)的腳24、腳25、腳3、腳4、腳5、腳6、腳7、腳8、腳9和腳10連接；HEF4040BP二進(jìn)制計(jì)數(shù)器(2)的腳16和腳8分別與電源VCC和地連接；27512只讀存儲(chǔ)器(3)的腳17、腳16和腳15分別與74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之一(15)的腳1、腳4和腳9連接，并經(jīng)電阻R6、R5、R4與74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之一(15)的經(jīng)電容C6、C5和C4接地的腳2、腳5和腳10連接；27512只讀存儲(chǔ)器(3)的腳13、腳12和腳11分別與74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之二(16)的腳1、腳4和腳9連接，并經(jīng)電阻R3、R2、R1與74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之二(16)的經(jīng)電容C3、C2和C1接地的腳2、腳5和腳10連接；27512只讀存儲(chǔ)器(3)的腳28與電源VCC連接，腳14、腳20和腳22接地；74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之一(15)的腳3、腳6和腳8分別與6N137六路光電耦合器之一(17)的腳3、6N137六路光電耦合器之二(18)的腳3和6N137六路光電耦合器之三(19)的腳3連接；74HC32六路死區(qū)延時(shí)電路之二(16)的腳3、腳6和腳8分別與6N137六路光電耦合器之四(20)的腳3、6N137六路光電耦合器之五(21)的腳3和6N137六路光電耦合器之六(22)的腳3連接；6N137六路光電耦合器之一(17)的腳2經(jīng)電阻R7與電源VCC連接，腳2和腳3間接有電容C7，+15V電源經(jīng)電阻R10與和腳8連接的電阻R8、和腳6連接的電阻R9、和腳5連接的電容C8及二極管D1的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之二(18)的腳2經(jīng)電阻R11與電源VCC連接，腳2和腳3間接有電容C9，+15V電源經(jīng)電阻R14與和腳8連接的電阻R12、和腳6連接的電阻R13、和腳5連接的電容C10及二極管D2的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之三(19)的腳2經(jīng)電阻R15與電源VCC連接，腳2和腳3間接有電容C11，+15V電源經(jīng)電阻R18與和腳8連接的電阻R16、和腳6連接的電阻R17、和腳5連接的電容C12及二極管D3的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之四(20)的腳2經(jīng)電阻R19與電源VCC連接，腳2和腳3間接有電容C13，+15V電源經(jīng)電阻R22與和腳8連接的電阻R20、和腳6連接的電阻R21、和腳5連接的電容C14及二極管D4的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之五(21)的腳2經(jīng)電阻R23與電源VCC連接，腳2和腳3間接有電容C15，+15V電源經(jīng)電阻R26與和腳8連接的電阻R24、和腳6連接的電阻R25、和腳5連接的電容C16及二極管D5的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之六(22)的腳2經(jīng)電阻R27與電源VCC連接，腳2和腳3間接有電容C17，+15V電源經(jīng)電阻R30與和腳8連接的電阻R28、和腳6連接的電阻R29、和腳5連接的電容C18及二極管D6的負(fù)極連接；6N137六路光電耦合器之一(17)的腳6與大功率開關(guān)管(8)的A+連接，6N137六路光電耦合器之二(18)的腳6與大功率開關(guān)管(9)的A-連接，6N137六路光電耦合器之三(19)的腳6與大功率開關(guān)管(10)的B+連接，6N137六路光電耦合器之四(20)的腳6與大功率開關(guān)管(11)的B-連接，6N137六路光電耦合器之五(21)的腳6與大功率開關(guān)管(12)的C+連接，6N137六路光電耦合器之六(22)的腳6與大功率開關(guān)管(13)的C-連接；大功率開關(guān)管(8、10、12)的集電極、二極管D7、D9、D11的負(fù)極與電源正極連接，大功率開關(guān)管(8、10、12)的發(fā)射極、二極管D7、D9、D11的正極分別與大功率開關(guān)管(9、11、13)的集電極、二極管D8、D10、D12的負(fù)極連接并依次分別與執(zhí)行電機(jī)(14)的三相啟動(dòng)電壓端子連接；大功率開關(guān)管(9、11、13)的發(fā)射極、二極管D8、D10、D12的正極與電源負(fù)極連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及用抑制諧波數(shù)據(jù)軟件實(shí)現(xiàn)的數(shù)字式逆變器，屬電子技術(shù)領(lǐng)域，本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種數(shù)字式逆變器，用來解決電壓調(diào)制比M小時(shí)效率明顯降低、電動(dòng)機(jī)上的耗損明顯加大和諧波分量值越大的問題；數(shù)字式逆變器由與二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和只讀存儲(chǔ)器電連接的單片機(jī)、由兩片74HC32組成的六路死區(qū)延時(shí)電路、由六片6N137組成的六路光電耦合器組成的控制電路和主電路組成，二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、只讀存儲(chǔ)器、六路死區(qū)延時(shí)電路、六路光電耦合器和與電機(jī)電連接的主電路依次串聯(lián)電連接，本實(shí)用新型用于諧波抑制，使輸出波形更加接近正弦波，具有數(shù)字控制能力、諧波抑制次數(shù)多、正弦波形好、輸出電壓高、功率大、電機(jī)損耗小、效率高、節(jié)能強(qiáng)的有益效果和優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M7/42GK2927489SQ20062002016
公開日2007年7月25日 申請(qǐng)日期2006年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者徐會(huì)明 申請(qǐng)人:徐會(huì)明