專利名稱：交流電機(jī)無級調(diào)速變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種交流電機(jī)無級調(diào)速裝置，尤其涉及一種通過改變電機(jī)工作電 源的頻率和幅度的方式來控制交流電動機(jī)的變頻器。
背景技術(shù)：
目前，隨著我國工業(yè)自動化程度的提高，對自動控制的需求越來越大，不斷提高生 產(chǎn)速度和開發(fā)提高生產(chǎn)設(shè)備效率的更好方法，一直是永恒的主題。而電機(jī)是一種重要的標(biāo) 準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品，其設(shè)計目標(biāo)是按固定轉(zhuǎn)速運行，多年來一直在圍繞其運行速度的優(yōu)化控制開 展研究。傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術(shù)因體積大、故障率高、耗能高而應(yīng)用受限。冶金、建材、燒堿等 大型工業(yè)以前大部分采用直流、整流子電機(jī)、滑差電機(jī)、串級調(diào)速或中頻機(jī)組調(diào)速，這些調(diào) 速方式或有滑環(huán)或效率低，可靠性差。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對以上問題的提出，而研制一種滿足交流電機(jī)無級調(diào)速的廣泛需求 用，使得復(fù)雜的調(diào)速控制簡單化的變頻器。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案 是一種交流電機(jī)無極調(diào)速變頻器，其特征在于包括整流單元、濾波單元、逆變單元、 檢測單元、微處理單元和驅(qū)動單元；工頻電源經(jīng)過整流單元整流和濾波單元處理后進(jìn)入逆 變單元進(jìn)行逆變；所述逆變單元通過同其連接的驅(qū)動單元驅(qū)動控制，所述驅(qū)動單元由微處 理單元發(fā)出驅(qū)動量信號；另外微處理單元還通過檢測單元同逆變單元連接。所述整流單元為大功率二極管構(gòu)成的全波整流電路；濾波單元由同全波整流電路 并聯(lián)的母線電容和均壓電阻組成；逆變單元由六個IGBT和它反向并聯(lián)的六個續(xù)流二極管 組成了三相全橋逆變電路組成。本實用新型的有益效果是，鍵盤有利于操作方便。采用微處理單元，保護(hù)信號響 應(yīng)及時快速，對于變頻器運行中發(fā)生的各種保護(hù)信號，變頻器可以區(qū)別對待，執(zhí)行不同的操 作?？蓪崿F(xiàn)目標(biāo)頻率、輸出頻率的調(diào)整變化，輸出頻率的加/減速度的人工設(shè)定，V/F特性 曲線的斜率線性可調(diào)。另外，變頻器+交流鼠籠式感應(yīng)電動機(jī)組合可以替代大部分原先只 能用直流電機(jī)完成的工作，并且能使三相交流電機(jī)獲得具有成效的應(yīng)用，具有縮小體積，降 低維修率，節(jié)省能源，優(yōu)化過程，改善工作環(huán)境的優(yōu)點。

圖1是本實用新型所述變頻器實施例的主要構(gòu)成框圖；圖2是本實用新型所述變頻器實施例的主回路構(gòu)成；圖3是本實用新型所述變頻器實施例的控制回路構(gòu)成。
具體實施方式
如圖1所示該變頻器主要由整流單元(交流變直流)、濾波單元、逆變單元(直流 變交流)、驅(qū)動單元、檢測單元、微處理單元等組成。具體工作原理是利用電力半導(dǎo)體器件的 通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，工頻電源接入變頻器后，經(jīng)過整流 單元、濾波單元的作用，使得原本的交流電變?yōu)橹绷麟?，直流電接入逆變單元后，通過微處 理單元按照要求控制逆變電路中各個開關(guān)管的通斷，最終將直流電轉(zhuǎn)化為所要頻率的交流 電。其中檢測單元可以引入一些待測量到微處理單元，根據(jù)邏輯微處理單元能夠判斷、改變 變頻器的運行狀態(tài)，保證設(shè)備的正常運行。在圖2中，由大功率二極管構(gòu)成的全波整流電路，將三相交流電轉(zhuǎn)化為直流電；平 均直流電壓可用下式表示UD = 1. 35UL = 1. 35X380 = 513V。直流電感和啟動電阻可以 緩解在上電瞬間對電解電容的沖擊。由母線電容和均壓電阻組成的濾波回路，消除直流中 的高次諧波、提高功率因素。制動單元的作用是在電機(jī)減速或停機(jī)時將電機(jī)反饋回來的電 能消耗掉，從而起到快速減速、保護(hù)電機(jī)和變頻器的作用。六個IGBT和它反向并聯(lián)的六個 續(xù)流二極管組成了三相全橋逆變電路。續(xù)流二極管在電機(jī)工作時能夠提供其無功電流返 回直流電源的通路；減速時電動機(jī)處于再生制動狀態(tài)，能夠提供再生電流返回直流的通路； 快速高頻率交替切換，同一橋臂的兩管交替地工作在導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)，在切換的過程中，也 需要給線路的分布電感提供釋放能量的通路。在圖3中，驅(qū)動板由啟動電路、開關(guān)電源電路、模塊驅(qū)動電路、電流檢測電路、電 壓檢測電路、溫度檢測電路構(gòu)成，有信號封鎖、隔離、放大和電壓轉(zhuǎn)換以及強(qiáng)弱電隔離的功 能?？刂瓢遄饔檬歉鶕?jù)檢測來的信號判斷工作狀態(tài)，執(zhí)行客戶外部指令，其中硬件部分檢測 輸入缺相信號、母線電壓信號、三相輸出電流信號、殘壓信號、模塊溫度信號、接觸器狀態(tài)信 號、模塊狀態(tài)信號等的采集和放大處理，采集輸入信號，控制變頻器的工作，并且輸出用戶 所需信號，作出運行狀態(tài)改變的變化。在軟件上，該變頻器允許加入三個跳頻區(qū)域，對于這 三個跳頻區(qū)域的中點以及跳頻寬度，都可以按照自身需要進(jìn)行分別設(shè)置，保證變頻器啟動/ 停機(jī)運行中的穩(wěn)定性。同時跳頻過程并不是頻率的直接跳轉(zhuǎn)，而是和啟動/停機(jī)一樣，是一 個頻率逐漸變化的過程，只是頻率變化的速度較快，以實現(xiàn)頻率的線性、快速跳出跳頻段， 完成跳頻過程，這也保證了變頻器輸出的平滑性，以及后續(xù)電機(jī)等設(shè)備運行狀態(tài)的平滑轉(zhuǎn) 變；點動模式允許變頻器在停機(jī)狀態(tài)下執(zhí)行短時間的運轉(zhuǎn)，便于及時發(fā)現(xiàn)變頻器的隱患，防 患于未然。點動模式默認(rèn)步進(jìn)量為5HZ(由于跳頻的影響，實際為7HZ)，可進(jìn)行人工設(shè)置， 在0^9. 9HZ之間按照自身需要合理設(shè)置，有效保護(hù)設(shè)備和人員的安全；對于變頻器在啟動 /停機(jī)、運行狀態(tài)下頻率切換過程中，輸出頻率的加/減速度可以人工設(shè)定，默認(rèn)為5S，可調(diào) 范圍為0. 5…100S，盡可能保證設(shè)備運行狀態(tài)的平滑過度。變頻器V/F特性曲線的斜率線性 可調(diào)，即變頻器的最大頻率、最大頻率對應(yīng)的外部控制信號均可以人工調(diào)整，輸出頻率對應(yīng) 的輸出電壓也可以進(jìn)行調(diào)整。接口板用來實現(xiàn)多功能和通訊功能，并可為客戶提供電源，是 為了方便客戶的現(xiàn)場運用。用戶通過鍵盤進(jìn)行具體參數(shù)操作，能夠從液晶屏上觀察運行狀 態(tài)、故障情況等，做出故障處理。液晶屏對當(dāng)前功能項采用了漢字顯示，避免了以往變頻器 的以字母數(shù)字代替功能項的缺點，為調(diào)試帶來了極大的方便，每次只顯示單個功能項(包 括功能項名稱、數(shù)據(jù)、單位以及相關(guān)顯示)，上部為名稱，下部為相關(guān)數(shù)據(jù)等的顯示，直觀、清 晰，易于理解；[0013] 以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實用 新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求一種交流電機(jī)無極調(diào)速變頻器，其特征在于包括整流單元、濾波單元、逆變單元、檢測單元、微處理單元和驅(qū)動單元；工頻電源經(jīng)過整流單元整流和濾波單元處理后進(jìn)入逆變單元進(jìn)行逆變；所述逆變單元通過同其連接的驅(qū)動單元驅(qū)動控制，所述驅(qū)動單元由微處理單元發(fā)出驅(qū)動量信號；另外微處理單元還通過檢測單元同逆變單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器，其特征在于所述整流單元為大功率二極管構(gòu)成的全 波整流電路；濾波單元由同全波整流電路并聯(lián)的母線電容和均壓電阻組成；逆變單元由六 個IGBT和它反向并聯(lián)的六個續(xù)流二極管組成了三相全橋逆變電路組成。
專利摘要本實用新型公開了一種交流電機(jī)無級調(diào)速變頻器，其特征在于包括整流單元、濾波單元、逆變單元、檢測單元、微處理單元和驅(qū)動單元；工頻電源經(jīng)過整流單元整流和濾波單元處理后進(jìn)入逆變單元進(jìn)行逆變；逆變單元通過同其連接的驅(qū)動單元驅(qū)動控制，驅(qū)動單元由微處理單元發(fā)出驅(qū)動量信號；另外微處理單元還通過檢測單元同逆變單元連接。該變頻器可實現(xiàn)目標(biāo)頻率、輸出頻率的調(diào)整變化，輸出頻率的加/減速度的人工設(shè)定，V/F特性曲線的斜率線性可調(diào)。另外，變頻器+交流鼠籠式感應(yīng)電動機(jī)組合可以替代大部分原先只能用直流電機(jī)完成的工作，并且能使三相交流電機(jī)獲得具有成效的應(yīng)用，具有縮小體積，降低維修率，節(jié)省能源，優(yōu)化過程，改善工作環(huán)境的優(yōu)點。
文檔編號H02P27/06GK201629679SQ20102011368
公開日2010年11月10日 申請日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者穆巍 申請人:大連神通電氣有限公司