CN201629679U - 交流电机无级调速变频器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种交流电机无级调速变频器，其特征在于包括：整流单元、滤波单元、逆变单元、检测单元、微处理单元和驱动单元；工频电源经过整流单元整流和滤波单元处理后进入逆变单元进行逆变；逆变单元通过同其连接的驱动单元驱动控制，驱动单元由微处理单元发出驱动量信号；另外微处理单元还通过检测单元同逆变单元连接。该变频器可实现目标频率、输出频率的调整变化，输出频率的加/减速度的人工设定，V/F特性曲线的斜率线性可调。另外，变频器+交流鼠笼式感应电动机组合可以替代大部分原先只能用直流电机完成的工作，并且能使三相交流电机获得具有成效的应用，具有缩小体积，降低维修率，节省能源，优化过程，改善工作环境的优点。

Description

交流电机无级调速变频器
技术领域
本实用新型涉及一种交流电机无级调速装置，尤其涉及一种通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的变频器。
背景技术
目前，随着我国工业自动化程度的提高，对自动控制的需求越来越大，不断提高生产速度和开发提高生产设备效率的更好方法，一直是永恒的主题。而电机是一种重要的标准产业产品，其设计目标是按固定转速运行，多年来一直在围绕其运行速度的优化控制开展研究。传统的直流调速技术因体积大、故障率高、耗能高而应用受限。冶金、建材、烧碱等大型工业以前大部分采用直流、整流子电机、滑差电机、串级调速或中频机组调速，这些调速方式或有滑环或效率低，可靠性差。
发明内容
本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种满足交流电机无级调速的广泛需求用，使得复杂的调速控制简单化的变频器。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种交流电机无极调速变频器，其特征在于包括：整流单元、滤波单元、逆变单元、检测单元、微处理单元和驱动单元；工频电源经过整流单元整流和滤波单元处理后进入逆变单元进行逆变；所述逆变单元通过同其连接的驱动单元驱动控制，所述驱动单元由微处理单元发出驱动量信号；另外微处理单元还通过检测单元同逆变单元连接。
所述整流单元为大功率二极管构成的全波整流电路；滤波单元由同全波整流电路并联的母线电容和均压电阻组成；逆变单元由六个IGBT和它反向并联的六个续流二极管组成了三相全桥逆变电路组成。
本实用新型的有益效果是，键盘有利于操作方便。采用微处理单元，保护信号响应及时快速，对于变频器运行中发生的各种保护信号，变频器可以区别对待，执行不同的操作。可实现目标频率、输出频率的调整变化，输出频率的加/减速度的人工设定，V/F特性曲线的斜率线性可调。另外，变频器+交流鼠笼式感应电动机组合可以替代大部分原先只能用直流电机完成的工作，并且能使三相交流电机获得具有成效的应用，具有缩小体积，降低维修率，节省能源，优化过程，改善工作环境的优点。
附图说明
图1是本实用新型所述变频器实施例的主要构成框图；
图2是本实用新型所述变频器实施例的主回路构成；
图3是本实用新型所述变频器实施例的控制回路构成。
具体实施方式
如图1所示该变频器主要由整流单元(交流变直流)、滤波单元、逆变单元(直流变交流)、驱动单元、检测单元、微处理单元等组成。具体工作原理是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，工频电源接入变频器后，经过整流单元、滤波单元的作用，使得原本的交流电变为直流电，直流电接入逆变单元后，通过微处理单元按照要求控制逆变电路中各个开关管的通断，最终将直流电转化为所要频率的交流电。其中检测单元可以引入一些待测量到微处理单元，根据逻辑微处理单元能够判断、改变变频器的运行状态，保证设备的正常运行。
在图2中，由大功率二极管构成的全波整流电路，将三相交流电转化为直流电；平均直流电压可用下式表示：UD＝1.35UL＝1.35×380＝513V。直流电感和启动电阻可以缓解在上电瞬间对电解电容的冲击。由母线电容和均压电阻组成的滤波回路，消除直流中的高次谐波、提高功率因素。制动单元的作用是在电机减速或停机时将电机反馈回来的电能消耗掉，从而起到快速减速、保护电机和变频器的作用。六个IGBT和它反向并联的六个续流二极管组成了三相全桥逆变电路。续流二极管在电机工作时能够提供其无功电流返回直流电源的通路；减速时电动机处于再生制动状态，能够提供再生电流返回直流的通路；快速高频率交替切换，同一桥臂的两管交替地工作在导通和截止状态，在切换的过程中，也需要给线路的分布电感提供释放能量的通路。
在图3中，驱动板由启动电路、开关电源电路、模块驱动电路、电流检测电路、电压检测电路、温度检测电路构成，有信号封锁、隔离、放大和电压转换以及强弱电隔离的功能。控制板作用是根据检测来的信号判断工作状态，执行客户外部指令，其中硬件部分检测输入缺相信号、母线电压信号、三相输出电流信号、残压信号、模块温度信号、接触器状态信号、模块状态信号等的采集和放大处理，采集输入信号，控制变频器的工作，并且输出用户所需信号，作出运行状态改变的变化。在软件上，该变频器允许加入三个跳频区域，对于这三个跳频区域的中点以及跳频宽度，都可以按照自身需要进行分别设置，保证变频器启动/停机运行中的稳定性。同时跳频过程并不是频率的直接跳转，而是和启动/停机一样，是一个频率逐渐变化的过程，只是频率变化的速度较快，以实现频率的线性、快速跳出跳频段，完成跳频过程，这也保证了变频器输出的平滑性，以及后续电机等设备运行状态的平滑转变；点动模式允许变频器在停机状态下执行短时间的运转，便于及时发现变频器的隐患，防患于未然。点动模式默认步进量为5HZ(由于跳频的影响，实际为7HZ)，可进行人工设置，在0~~9.9HZ之间按照自身需要合理设置，有效保护设备和人员的安全；对于变频器在启动/停机、运行状态下频率切换过程中，输出频率的加/减速度可以人工设定，默认为5S，可调范围为0.5~~100S，尽可能保证设备运行状态的平滑过度。变频器V/F特性曲线的斜率线性可调，即变频器的最大频率、最大频率对应的外部控制信号均可以人工调整，输出频率对应的输出电压也可以进行调整。接口板用来实现多功能和通讯功能，并可为客户提供电源，是为了方便客户的现场运用。用户通过键盘进行具体参数操作，能够从液晶屏上观察运行状态、故障情况等，做出故障处理。液晶屏对当前功能项采用了汉字显示，避免了以往变频器的以字母数字代替功能项的缺点，为调试带来了极大的方便，每次只显示单个功能项(包括功能项名称、数据、单位以及相关显示)，上部为名称，下部为相关数据等的显示，直观、清晰，易于理解；
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种交流电机无极调速变频器，其特征在于包括：整流单元、滤波单元、逆变单元、检测单元、微处理单元和驱动单元；工频电源经过整流单元整流和滤波单元处理后进入逆变单元进行逆变；所述逆变单元通过同其连接的驱动单元驱动控制，所述驱动单元由微处理单元发出驱动量信号；另外微处理单元还通过检测单元同逆变单元连接。
2.根据权利要求1所述的变频器，其特征在于所述整流单元为大功率二极管构成的全波整流电路；滤波单元由同全波整流电路并联的母线电容和均压电阻组成；逆变单元由六个IGBT和它反向并联的六个续流二极管组成了三相全桥逆变电路组成。
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