CN204013321U - 变频器 - Google Patents

Abstract

本实用新型变频器，包括：上壳；散热机构，散热机构设置在上壳的下方；控制电路，控制电路设置在上壳的内部腔体内；控制电路上还设有外引显示板接口、控制信号端口、电机输出接口及电源输入接口；其中控制电路包括三相整流器、逆变器、辅助开关电源、DSP数字控制电路、驱动电路、滤波放大器及光电编码器。本实用新型变频器使用双减法电流采样电路，由运放构成的两个减法电路，在一个正弦波周期内的某一时刻只会有一路信号输出，这比常规方法采样窗口要宽一倍，从而提高了采样精度。另外可以采用自身检测和检测直流母线的双重检测以及在故障发生时，采用软、硬件同时封锁的方法，对整个控制电路进行保护。

Description

变频器

技术领域

本实用新型涉及一种变频器。

背景技术

从20世纪初，可调速传动的电动机在钢铁工业和汽车工业中就已获得了广泛的应用。用于交流电动机调速的调速系统主要是专用的模拟控制芯片，虽然采用模拟芯片的调速系统具有设计简单、成本较低等优点，但是由于调试复杂、升级不便等问题一直困扰交流电机调速系统的发展。随着电力电子器件和数字控制技术的发展，各种通用的、高性能的交流传动控制系统相继诞生，多种交流调速技术己经趋于成熟，运行可靠性很高，其性能指标可以做到与模拟控制调速系统一样，甚至完全可以取代模拟控制调速系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种采样精度高、运行可靠性很高的变频器。

为解决上述技术问题，本实用新型变频器，包括：上壳；散热机构，所述散热机构设置在所述上壳的下方；控制电路，所述控制电路设置在所述上壳的内部腔体内；所述控制电路上还设有外引显示板接口、控制信号端口、电机输出接口及电源输入接口；其中所述控制电路包括三相整流器、逆变器、辅助开关电源、DSP数字控制电路、驱动电路、滤波放大器及光电编码器。

所述DSP数字控制电路包括：控制芯片；信号检测及调理电路，所述信号检测及调理电路与所述控制芯片连接；RAM，所述RAM与所述控制芯片连接；驱动电路，所述驱动电路与所述控制芯片连接。

所述DSP数字控制电路还包括一保护电路，所述保护电路分别与所述控制芯片及所述驱动电路连接。

所述散热机构插片式散热器以及设置在所述插片式散热器上的风扇。

本实用新型变频器使用双减法电流采样电路，由运放构成的两个减法电路，在一个正弦波周期内的某一时刻只会有一路信号输出，这比常规方法采样窗口要宽一倍，从而提高了采样精度。另外可以采用自身检测和检测直流母线的双重检测以及在故障发生时，采用软、硬件同时封锁的方法，对整个控制电路进行保护，防止由于电机启动时的电流非常大或因控制回路、驱动电路等误动作，造成输出电路短路等故障。

附图说明

图1为本实用新型变频器结构示意图一；

图2为本实用新型变频器结构示意图二；

图3为本实用新型变频器控制电路图；

图4为本实用新型变频器DSP数字控制电路图；

图5为本实用新型变频器保护电路图。

本实用新型变频器附图中附图标记说明：

1-上壳 2-外引显示板接口 3-控制信号端口

4-电机输出接口 5-电源输入接口 6-插片式散热器

7-风扇

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型变频器作进一步详细说明。

如图1～图5所示，本实用新型变频器，包括：上壳1以及安装在上壳1下方的插片式散热器6和风扇7。

在上壳1上安装有外引显示板接口2、控制信号端口3、电机输出接口及4电源输入接口5，其分别与上壳1内的控制电路连接。

其中控制电路包括三相整流器、逆变器、辅助开关电源、DSP数字控制电路、驱动电路、滤波放大器及光电编码器。

DSP数字控制电路包括：控制芯片；信号检测及调理电路，信号检测及调理电路与控制芯片连接；RAM，RAM与控制芯片连接；驱动电路，驱动电路与控制芯片连接。

控制芯片内集成了采样保持电路和模拟多路转换器的双十位A/D转换，为了尽量充分利用芯片资源，采用了片内A/D转换进行设计。使用双减法电流采样电路。第一运放U8A的输出电压为：

$U_{01}=(1+\frac{R_{f1}}{R_1})\frac{R_3}{R_2+R_3}{U}_i-\frac{R_{f1}}{R_1}{U}_{\mathrm{ref}}$

其中R1＝R2，R3＝Rn，则：

$U_{01}=\frac{R_{f1}}{R_1}(U_i-U_{\mathrm{ref}})$

同样，第二运放U8A的输出电压为：

$U_{02}=\frac{R_{f2}}{R_1}(U_{\mathrm{ref}}-U_i)$

从霍尔电流传感器输出的Ui＝2.5±△V，此电压先后施加到由运算放大器构成的两个减法电路上，第一路以Ui减去传感器采样结果的中值参考电压Uref(2.5V)，然后再线性放大到A/D采样所要求的电压范围；第二路则相反，再中值参考电压Uref减去传感器输出电压Ui，同样也线性放大到合适的电压范围。Z1、Z2为两个3.3V的稳压二极管，对运放输出电压起到限幅作用。当Ui值>Uref时，Uo1输出为正电压，且电压范围是0V～3.3V，而由于二极管D2的存在使得电流不能注入到运放中，故而第二路运放不能输出负电压，而是钳位在0V；当Ui值<Uref时，Uo2输出为正电压。现样由于二极管D1在存在使得第一路运放不能输出负电压，也是钳位在0V。在一个正弦波周期内的某一时刻只会有一路信号输出，这比常规方法采样窗口要宽一倍，从而提高了采样精度。

DSP数字控制电路还包括一保护电路，保护电路分别与控制芯片及驱动电路连接。

由于电机启动时的电流非常大或因控制回路、驱动电路等误动作，造成输出电路短路等故障，导致过大的电流流过IGBT，且电流变化非常快，元件承受高电压、大电流，因此需要一种能快速检测出过大电流的电路。可以采用自身检测和检测直流母线的双重检测以及在故障发生时，采用软、硬件同时封锁的方法。直流母线电压的变化，对整个逆变系统有较大的影响。当母线电压过低，电网输出不能达到系统要求时，需要尽快切断电源，防止对电机或者逆变系统造成破坏；相反，母线电压过高，很容易使功率驱动管烧毁。为有效地保护功率IGBT和直流滤波电容，系统设计了母线电压过欠压保护电路。输出电压信号与母线电压成正比，当通过光电隔离器件后，可以直接供给DSP数字控制电路进行采样。同时，将输出Vlimit信号送至DSP，触发中断保护。

本实用新型变频器使用双减法电流采样电路，由运放构成的两个减法电路，在一个正弦波周期内的某一时刻只会有一路信号输出，这比常规方法采样窗口要宽一倍，从而提高了采样精度。另外可以采用自身检测和检测直流母线的双重检测以及在故障发生时，采用软、硬件同时封锁的方法，对整个控制电路进行保护，防止由于电机启动时的电流非常大或因控制回路、驱动电路等误动作，造成输出电路短路等故障。

以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (4)

1.变频器，其特征在于，包括：

上壳；

散热机构，所述散热机构设置在所述上壳的下方；

控制电路，所述控制电路设置在所述上壳的内部腔体内；所述控制电路上还设有外引显示板接口、控制信号端口、电机输出接口及电源输入接口；其中

所述控制电路包括三相整流器、逆变器、辅助开关电源、DSP数字控制电路、驱动电路、滤波放大器及光电编码器。

2.根据权利要求1所述的变频器，其特征在于，所述DSP数字控制电路包括：

控制芯片；

信号检测及调理电路，所述信号检测及调理电路与所述控制芯片连接；

RAM，所述RAM与所述控制芯片连接；

驱动电路，所述驱动电路与所述控制芯片连接。

3.根据权利要求2所述的变频器，其特征在于，所述DSP数字控制电路还包括一保护电路，所述保护电路分别与所述控制芯片及所述驱动电路连接。

4.根据权利要求1所述的变频器，其特征在于，所述散热机构插片式散热器以及设置在所述插片式散热器上的风扇。