CN201435712Y - 一种变频器 - Google Patents
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Abstract
一种变频器，包括整流电路、IPM智能功率模块、SPWM正弦脉冲宽度调节控制器、单片机、键盘显示电路、串口，所述整流电路与IPM智能功率模块、SPWM正弦脉冲宽度调节控制器连接，所述IPM智能功率模块与所述SPWM正弦脉冲宽度调节控制器之间用光耦隔离，所述单片机与SPWM正弦脉冲宽度调节控制器、键盘显示电路连接，所述单片机上装有串口。本实用新型用于三相交流异步电动机的变频控制，采用多功能高集成度专用SPWM正弦脉冲宽度调节控制器SA866AE变频调速芯片和IPM智能功率模块PS21865模块，本实用新型整体结构简单，具有比较完善的功能，满足了变频器低成本、高可靠性、高性能的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种变频器，特别是针对一般小功率交流异步电动机变频调速要求的变频器。
背景技术
随着生产技术的不断发展，直流拖动的薄弱环节逐步显露出来。由于换向器的存在，直流电机的维护量加大，单机容量、最高转速以及使用环境都受到限制。另一方面，作为耗能大国，为了可持续发展，人们不得不考虑如何节省能源，于是，结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉的异步电动机重新走入人们的视野。从20世纪30年代开始，人们致力于交流调速技术的研究，然而进展缓慢。但20世纪60年代以后，特别是70年代以来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流传动与控制技术成为目前发展最为迅速的技术之一，电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。
电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式，并以体积小、重量轻、通用性强、保护功能完善、可靠性高、操作简便等优点，深受钢铁、冶金、矿山、石油、化工、医药、纺织、机械、电力、轻工、造纸、印刷、卷烟、自来水等行业的欢迎，效益非常显著。变频调速虽然在各个方面有其优势，但其早期昂贵的造价和可靠性问题使许多用户望而却步。降低造价和提高可靠性一直是交流变频调速的重要课题。
实用新型内容
本实用新型是为了解决变频器的造价高，可靠性差等问题。
要解决以上问题，本实用新型采用如下技术方案实现：
一种变频器，用于三相交流异步电动机的变频控制，所述变频器包括整流电路、IPM智能功率模块、SPWM正弦脉冲宽度调节控制器、单片机、键盘显示电路、串口，所述整流电路与IPM智能功率模块、SPWM正弦脉冲宽度调节控制器连接，所述IPM智能功率模块与所述SPWM正弦脉冲宽度调节控制器之间用光耦隔离，所述单片机与SPWM正弦脉冲宽度调节控制器、键盘显示电路连接，所述单片机上装有串口。
所述IPM智能功率模块选取PS21865模块，PS21865模块采用第5代低功耗IGBT绝缘栅双极型晶体管芯，IGBT绝缘栅双极型晶体管芯内置优化后的栅级驱动电路、短路保护电路和驱动电压欠压保护电路。
所述IGBT绝缘栅双极型晶体管芯，是由BJT双极型三级管和MOS绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。
所述SPWM正弦脉冲宽度调节控制器选取SA866AE变频调速芯片。
所述按键显示电路选取普通的数码管和复位按键，控制SPWM正弦脉冲宽度调节控制器中的SA866AE变频调速芯片输出的波形。
所述单片机为AT89S52单片机，监控整个变频器的运行，通过Modbus协议编写单片机AT89S52的通讯程序，经过串口与上位机实现数据交换。
所述串口电平转换芯片选择Max232芯片，该Max232芯片是单片机与电脑的RS-232标准串口通讯用的串口电平转换芯片。
本实用新型采用多功能高集成度专用SPWM正弦脉冲宽度调节控制器SA866AE变频调速芯片和IPM智能功率模块PS21865模块，整体结构简单，具有比较完善的功能。本实用新型用于三相交流异步电动机的变频控制，可满足对控制精度要求不高的情况，控制可靠、造价低廉、维护简单，与动辄数万元的变频器相比性价比极高，尤其在简单应用的场合，可以作为首选方案。
附图说明
图1本实用新型系统图。
具体实施方式
下面结合附图进行说明。
本实用新型提出一种变频器，包括整流电路、IPM智能功率模块、SPWM正弦脉冲宽度调节控制器、单片机、键盘显示电路、串口，所述整流电路与IPM智能功率模块、SPWM正弦脉冲宽度调节控制器连接，所述IPM智能功率模块与所述SPWM正弦脉冲宽度调节控制器之间用光耦隔离，所述单片机与SPWM正弦脉冲宽度调节控制器、键盘显示电路连接，所述单片机上装有串口。
如图1所示，通用小功率变频电源采用单相或三相交流电220伏供电，经整流电路整流滤波后送入逆变桥，再由逆变桥将该直流电逆变成三相VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)电源，以驱动电机。
IPM智能功率模块选用三菱公司的PS21865模块。该款智能功率模块采用第5代低功耗IGBT绝缘栅双极型晶体管芯，IGBT绝缘栅双极型晶体管芯内置优化后的栅级驱动电路、短路保护电路和驱动电压欠压保护电路。PS21865模块外围电路也较简单，与SA866AE变频调速芯片之间用光耦隔离即可正常工作。
SPWM正弦脉冲宽度调节控制器采用三相PWM运动控制器SA866AE变频调速芯片，该芯片接口简单，工作中无需微处理器，许多重要的运行参数可在器件初始化时编程设置，SA866AE变频调速芯片外围电路简单，单片机根据控制要求，实时改变SA866AE变频调速寄存器的内容就能改变SPWM正弦脉冲宽度调节控制器输出波形。
单片机选用AT89S52单片机，通过执行C语言编写的控制程序来控制其他器件的工作。该芯片是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器。AT89S52单片机具有以下标准功能：8k字节Flash存储器，256字节RAM内存，32位I/O输入输出口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
按键显示电路选择普通的数码管和复位按键，按键显示电路是最简单的人机接口电路，实现较容易，成本也较低。单片机的通讯程序按Modbus协议编写，可以经过串口与上位机实现数据交换。串口电平转换芯片选择Max232芯片，该Max232芯片是单片机与电脑的RS-232标准串口通讯用的串口电平转换芯片。
Claims (7)
1、一种变频器，用于三相交流异步电动机的变频控制，其特征在于，所述变频器包括整流电路、IPM智能功率模块、SPWM正弦脉冲宽度调节控制器、单片机、键盘显示电路、串口，所述整流电路与IPM智能功率模块、SPWM正弦脉冲宽度调节控制器连接，所述IPM智能功率模块与所述SPWM正弦脉冲宽度调节控制器之间用光耦隔离，所述单片机与SPWM正弦脉冲宽度调节控制器、键盘显示电路连接，所述单片机上装有串口。
2、根据权利要求1所述的变频器，其特征在于，所述IPM智能功率模块选取PS21865模块，PS21865模块采用第5代低功耗IGBT绝缘栅双极型晶体管芯，IGBT绝缘栅双极型晶体管芯内置优化后的栅级驱动电路、短路保护电路和驱动电压欠压保护电路。
3、根据权利要求2所述的变频器，其特征在于，所述IGBT绝缘栅双极型晶体管芯，是由BJT双极型三级管和MOS绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。
4、根据权利要求1所述的变频器，其特征在于，所述SPWM正弦脉冲宽度调节控制器选取SA866AE变频调速芯片。
5、根据权利要求1或4所述的变频器，其特征在于，所述按键显示电路选取普通的数码管和复位按键，控制SPWM正弦脉冲宽度调节控制器中的SA866AE变频调速芯片输出的波形。
6、根据权利要求1所述的变频器，其特征在于，所述单片机为AT89S52单片机，监控整个变频器的运行，通过Modbus协议编写单片机AT89S52的通讯程序，经过串口与上位机实现数据交换。
7、根据权利要求1或6所述的变频器，其特征在于，所述串口电平转换芯片选择Max232芯片，该Max232芯片是单片机与电脑的RS-232标准串口通讯用的串口电平转换芯片。
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| CN103064331A (zh) * | 2012-12-15 | 2013-04-24 | 广州三晶电气有限公司 | 一种变频器双控制芯片系统及其数据传输方法 |
| CN105242595A (zh) * | 2015-09-28 | 2016-01-13 | 深圳市易驱电气有限公司 | 一种模拟输入信号的切换装置及其切换方法 |
| CN113323887A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-08-31 | 广州大学城投资经营管理有限公司 | 一种中央空调水泵系统节能装置 |
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| CN105242595B (zh) * | 2015-09-28 | 2018-05-15 | 深圳市易驱电气有限公司 | 一种模拟输入信号的切换装置及其切换方法 |
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