CN202998002U

CN202998002U - 实现同步电机和异步电机自动切换的变频器

Info

Publication number: CN202998002U
Application number: CN 201220650994
Authority: CN
Inventors: 曾光; 吴小亚; 彭云华
Original assignee: White Clouds Water Chestnut Electro-Mechanical Force Electronics Co Ltd Of Guangzhou Toshiba
Current assignee: White Clouds Water Chestnut Electro-Mechanical Force Electronics Co Ltd Of Guangzhou Toshiba; Guangzhou Toshiba Baiyun Ling Machine Power Electronics Co Ltd
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2022-11-30

Abstract

本实用新型公开了一种实现同步电机和异步电机自动切换的变频器，它包括输入变压器、数个功率单元、光电转换模块、切换模块、同步控制模块和异步控制模块，输入变压器的输入端电气连接高压电源输入端，所有功率单元电气连接在输入变压器的输出端，同步控制模块内装载有同步电机控制参数，异步控制模块内装载有异步电机控制参数，切换模块根据外部的切换信号自动从同步控制模块和异步控制模块中选择对应的控制信号，光电转换模块将切换模块输出的控制信号的电信号转换成光信号，每个功率单元的IGBT控制信号从同步控制模块或者异步控制模块发出，经过光电转换模块变成光信号，再经由光纤传递到各功率单元中控制功率单元中来控制IGBT的动作。

Description

实现同步电机和异步电机自动切换的变频器

技术领域

本实用新型涉及一种驱动电机工作的变频器，具体来说，涉及一种可以驱动同步电机和异步电机，实现同步电机和异步电机自动切换的变频器。

背景技术

目前，变频器已经广泛应用于冶金、石油化工、电力、供水和矿山等领域的风机、水泵等负载设备，其在节能方面具有显著的效果。通常变频器用来驱动电机负载，电机又分为同步电机和异步电机，由于同步电机与异步电机的控制方式不同，对应这两种电机的变频控制方式也不同，因此，如果需要变频驱动同步电机和异步电机，就需要配备两台不同控制方式的变频器来分别驱动同步电机和异步电机，成本高昂，而且多台变频器体积非常大，对厂房空间有限制，不便于安装。

实用新型内容

针对以上的不足，本实用新型提供了一种可以驱动同步电机和异步电机，实现同步电机和异步电机自动切换的变频器，它包括电气连接高压电源输入端的输入变压器，所述输入变压器的输出端电气连接数个用于驱动电机工作的功率单元，还包括切换模块、装载有同步电机控制参数的同步控制模块和装载有异步电机控制参数的异步控制模块，所述切换模块根据外部的切换信号自动从同步控制模块和异步控制模块中选择对应的控制信号作为驱动信号，切换模块根据选择的控制信号控制各功率单元工作。

本实用新型还包括光电转换模块，所述光电转换模块将切换模块输出的控制信号的电信号转换成光信号，再经由光纤传递到各功率单元中控制功率单元工作。

所述功率单元包括充电电容C，以及将电压器输出端的低压交流电变为直流电的全桥整流模块，整流后的直流电再通过IGBT逆变桥控制形成满足需要的交流电流。

所述全桥整流模块为三相全桥整流模块，所述IGBT逆变桥控制输出的交流电流为单相交流电流。

本实用新型的有益效果：本实用新型的实现同步电机和异步电机自动切换的变频器的切换模块可以根据外部的切换信号（同步控制信号或者异步控制信号）自动从同步控制模块和异步控制模块中选择对应的控制信号作为驱动信号，利用光电转换模块将切换模块输出的控制信号的电信号转换成光信号，再经由光纤传递到各功率单元中控制功率单元工作，这样，利用一台变频器可以实现分别控制同步电机和异步电机，结构简单，极大的降低成本，而且，每个功率单元的控制信号为光信号，可以避免强烈的电磁干扰，稳定性更好。

附图说明

图1为本实用新型的变频器的原理图；

图2为本实用新型的功率单元的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步阐述。

如图1和图2所示，本实用新型的实现同步电机和异步电机自动切换的变频器包括输入变压器、数个功率单元、光电转换模块、切换模块、同步控制模块和异步控制模块，输入变压器的输入端电气连接高压电源输入端，所有功率单元电气连接在输入变压器的输出端，利用多个功率单元串联直接给电机供电，同步控制模块内装载有同步电机控制参数，异步控制模块内装载有异步电机控制参数，切换模块根据外部的切换信号自动从同步控制模块和异步控制模块中选择对应的控制信号作为驱动信号，光电转换模块将切换模块输出的控制信号的电信号转换成光信号，再经由光纤传递到各功率单元中控制功率单元工作。这样，每个功率单元的IGBT控制信号（电信号）从同步控制模块或者异步控制模块发出，经过光电转换模块变成光信号，再经由光纤传递到功率单元中来控制IGBT的动作，可以避免强烈的电磁干扰。

其中，功率单元包括充电电容C，以及将变压器输出端的低压交流电变为直流电的全桥整流模块，整流后的直流电再通过IGBT逆变桥控制形成满足需要的交流电流，全桥整流模块为三相全桥整流模块，IGBT逆变桥控制输出的交流电流为单相交流电流，三相全桥整流模块包括三组并联的支路，每个支路由串联的二极管组成，它包括二极管D1~D6，所述IGBT逆变桥包括IGBT1、IGBT2、IGBT3和IGBT4。

这样，本实用新型可以采用一台变频器设置两个控制模块分别用于同步电机驱动和异步电机驱动，利用切换装置来对这两个控制模块进行切换，以达到只需要一台变频器就能分别驱动同步电机和异步电机的要求。

变频器工作原理：

首先，主电源从输入变压器输入，分别给各个功率单元供电，输入变压器是一种多绕组的移相隔离变压器，输入端为高压，输出端为低压；然后，从输入变压器到功率单元的低压交流电源通过功率单元内部的二极管3相全桥整流变为直流电流，直流电再通过IGBT逆变桥进行控制，可以输出单相交流电流；最后，由每相多个功率单元串联给电动机直接供电，通过光电转换模块对每个功率单元进行PWM控制，使得各个单元的输出电压叠加在一起成高压的阶梯状正弦波，而且电压和频率是可以通过PWM控制模块进行控制，同时由于电机内部电感的存在，使得输出的电流非常接近正弦波，从而可以驱动高压电机。

同步异步电机切换回路工作原理：

1）在一套变频器内设置同步控制模块和异步控制模块，分别装载同步电机控制参数和异步电机控制参数；

2）设置一个IGBT控制信号的切换模块，切换模块有两个输入端口、一个输出端口和一个控制端口，两个输入端口分别接同步控制模块和异步控制模块的IGBT控制信号输出端，一个输出端口接光电转换模块的输入端，控制端口用来接收同步电机或异步电机的切换信号。例如：当需要驱动同步电机时，给切换模块的控制端口发送一个切换信号（选择同步电机），当选择了同步电机时，切换模块会从两个输入端口中选取同步控制模块作为输入，将从同步控制模块过来的IGBT控制信号经过输出端口输出到光电转换模块；如果要驱动异步电机时，切换信号选择的工作原理与同步电机相同，给切换模块的控制端口发送一个选择异步电机信号，异步控制模块发出的IGBT控制信号经过切换模块输出到光电转换模块。

3）IGBT控制信号（电信号）经过光电转换模块变成光信号，再经由光纤传递到各功率单元中来控制IGBT的动作，此时就能通过变频器来驱动对应电机了。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims

1.一种实现同步电机和异步电机自动切换的变频器，它包括电气连接高压电源输入端的输入变压器，所述输入变压器的输出端电气连接数个用于驱动电机工作的功率单元，其特征在于，还包括切换模块、装载有同步电机控制参数的同步控制模块和装载有异步电机控制参数的异步控制模块，所述切换模块根据外部的切换信号自动从同步控制模块和异步控制模块中选择对应的控制信号作为驱动信号，切换模块根据选择的控制信号控制各功率单元工作。

2.根据权利要求1所述的实现同步电机和异步电机自动切换的变频器，其特征在于，还包括光电转换模块，所述光电转换模块将切换模块输出的控制信号的电信号转换成光信号，再经由光纤传递到各功率单元中控制功率单元工作。

3.根据权利要求1所述的实现同步电机和异步电机自动切换的变频器，其特征在于，所述功率单元包括充电电容C，以及将电压器输出端的低压交流电变为直流电的全桥整流模块，整流后的直流电再通过IGBT逆变桥控制形成满足需要的交流电流。

4.根据权利要求3所述的实现同步电机和异步电机自动切换的变频器，其特征在于，所述全桥整流模块为三相全桥整流模块，所述IGBT逆变桥控制输出的交流电流为单相交流电流。