CN207218551U - 一种可调节的三相逆变器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及逆变器技术，具体涉及一种可调节的三相逆变器，包括主电路和控制电路；主电路包括输入滤波模块、三相逆变模块、输出滤波模块、Y型三相负载和辅助电源；输入滤波模块与三相逆变模块、输出滤波模块、Y型三相负载依次相连；控制电路包括脉冲发生模块、控制模块、电流电压检测模块和无线传输模块；电流电压检测模块分别与控制模块、输入滤波模块、输出滤波模块和辅助电源模块相连接；无线传输模块与控制模块、脉冲发生模块和三相逆变模块依次相连；辅助电源模块分别与三相逆变模块、脉冲发生模块、控制模块、输入滤波模块和输出滤波模块相连。该三相逆变器结构简单、稳定性、安全性好、灵活性高且可以远程无线调节。

Description

一种可调节的三相逆变器

技术领域

本实用新型属于逆变器技术领域，尤其涉及一种可调节的三相逆变器。

背景技术

随着信息技术的迅速发展、世界能源格局的变更，无论是工业领域还是家用领域，人们对优质的可调交流电源的依赖性越来越强，因此一个稳定的、可调节的逆变器起到十分关键的作用。不同于单相电源，三相电源的每一相与其中性点都可以构成一个单相回路为用户提供电力能源，不仅可以大幅提高输出电源的功率，而且更加便于接入负载。近些年来，三相逆变器广泛应用于电动机、电网等相关领域。

传统逆变电源的控制系统在技术上已经非常成熟，但其仍存在很多缺点：

（1）器件存在温度飘移以及老化现象，环境因素改变时会干扰输出信号，导致输出信号的不稳定。

（2）三相逆变器的输出信号难以调节，无法适应多种环境下的多种用途。

（3）器件多、电路复杂、成本高。

目前，市场上迫切需要一种能根据需要有的放矢地、可无线调节输出信号的三相逆变器。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种线电压和频率可无线调节的、稳定性好的、失真度小的三相逆变器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种可调节的三相逆变器，包括主电路和控制电路；

主电路包括输入滤波模块、三相逆变模块、输出滤波模块、Y型三相负载和辅助电源；输入滤波模块与三相逆变模块、输出滤波模块、Y型三相负载依次相连；

控制电路包括脉冲发生模块、控制模块、电流电压检测模块和无线传输模块；电流电压检测模块分别与控制模块、输入滤波模块、输出滤波模块和辅助电源模块相连接；无线传输模块与控制模块、脉冲发生模块和三相逆变模块依次相连；

辅助电源模块分别与三相逆变模块、脉冲发生模块、控制模块、输入滤波模块和输出滤波模块相连。

在上述的可调节的三相逆变器中，控制模块包括PID调节模块、判断模块、接收模块一和接收模块二；接收模块一分别与判断模块和电流电压检测模块连接；接收模块二分别与判断模块和无线传输模块连接；判断模块依次连接PID调节模块和脉冲发生模块。

在上述的可调节的三相逆变器中，输入滤波模块采用大容量滤波电容。

在上述的可调节的三相逆变器中，输出滤波模块采用E型电感和滤波电容组成LC滤波电路。

在上述的可调节的三相逆变器中，三相逆变模块包括N沟道MOS功率元件、功率元件驱动电路和光耦隔离器件。

在上述的可调节的三相逆变器中，N沟道MOS功率元件为IRF640；功率元件驱动电路采用IRS21867组成半桥电路。

在上述的可调节的三相逆变器中，电流电压检测模块包括交流电流检测模块和交流电压检测模块。

在上述的可调节的三相逆变器中，交流电流检测模块包括电流互感器TA1015-2及其取样回路，与输出滤波模块的输出端串联。

在上述的可调节的三相逆变器中，交流电压检测模块包括电压互感器TV1013-1H及其取样回路，与输出滤波模块的输出端并联。

本实用新型的有益效果：采用基于半桥结构的拓扑结构，三相逆变模块利用半桥电路可将直流信号转换为三相交流信号；判断模块可通过对采集信号的分析控制电路的通断，从而进行过流、过压和缺相保护，可保证系统的安全性；PID调节模块可通过电流电压检测模块得到的信息与预设目标值进行比较，并趋向于目标值进行调节，保障系统的稳定性；无线传输模块加强了三相逆变器的调节性和灵活性，使用户可远程无线调节系统的幅度、频率，使其适应不同的环境。

本实用新型的三相逆变器结构简单、稳定性、安全性好且可以远程无线调节的，其输出稳定性好，负载调整率小于1%；线电压输出失真度小于2%；调节精度高，可任意调节，误差小于1%；系统安全性好，具有过流、过压和缺相保护；灵活性高，可以无线远程调控，以适应不同环境下的不同要求。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的可应用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“相连”“连接"应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于相关领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实施例是采用以下技术方案来实现的，一种可调节的三相逆变器，包括主电路和控制电路；

主电路包括输入滤波模块、三相逆变模块、输出滤波模块、Y型三相负载和辅助电源；输入滤波模块与三相逆变模块、输出滤波模块、Y型三相负载依次相连；

控制电路包括脉冲发生模块、控制模块、电流电压检测模块和无线传输模块；电流电压检测模块分别与控制模块、输入滤波模块、输出滤波模块和辅助电源模块相连接；无线传输模块与控制模块、脉冲发生模块和三相逆变模块依次相连；

辅助电源模块分别与三相逆变模块、脉冲发生模块、控制模块、输入滤波模块和输出滤波模块相连。

进一步，控制模块包括PID调节模块、判断模块、接收模块一和接收模块二；接收模块一分别与判断模块和电流电压检测模块连接；接收模块二分别与判断模块和无线传输模块连接；判断模块依次连接PID调节模块和脉冲发生模块。

进一步，输入滤波模块采用大容量滤波电容。

进一步，输出滤波模块采用E型电感和滤波电容组成LC滤波电路。

进一步，三相逆变模块包括N沟道MOS功率元件、功率元件驱动电路和光耦隔离器件。

进一步，N沟道MOS功率元件为IRF640；功率元件驱动电路采用IRS21867组成半桥电路。

进一步，电流电压检测模块包括交流电流检测模块和交流电压检测模块。

进一步，交流电流检测模块包括电流互感器TA1015-2及其取样回路，与输出滤波模块的输出端串联。

更进一步，交流电压检测模块包括电压互感器TV1013-1H及其取样回路，与输出滤波模块的输出端并联。

具体实施时，一种可调节的三相逆变器，包括主电路和控制电路，主电路包括输入滤波模块、三相逆变模块、输出滤波模块、“Y”型三相负载和辅助电源模块，输入滤波模块与三相逆变模块连接，三相逆变模块与输出滤波模块连接，控制电路包括控制模块、脉冲发生模块、电流电压检测模块和无线传输模块，电流电压检测模块与控制模块、输入滤波模块、输出滤波模块和辅助电源模块依次连接。控制模块设有用于接收电流电压检测模块信号的接收模块一、接收无线信号的接收模块二、用于判断接收信号的判断模块和用于调节和稳定脉冲发生模块信号的PID调节模块。

并且，输入滤波模块由大容量滤波电容组成，与三相逆变模块连接。输出滤波模块是由E型电感和滤波电容组成的LC滤波电路，与三相逆变模块和“Y”型三相负载连接。控制模块包含的判断模块可对电路中的电流、电压进行实时监测，达到保护的作用，PID调节模块可根据电流电压检测模块采集到的信号进行PI调节，使输出信号趋于稳定。三相逆变模块包括N沟道MOS功率元件、功率元件驱动电路和光耦隔离器件，从脉冲发生模块传送过来的SPWM脉冲经光耦隔离器隔离后，进入功率元件驱动电路的输入端，从驱动电路的输出端输出驱动信号。N沟道MOS功率元件为IRF640，具有低导通阻抗和高效率的优点。功率元件驱动电路由IRS21867组成的半桥电路，具有转换速率快的特点。电流电压检测模块中的交流电流检测模块由电流互感器TA1015-2及其取样回路组成，与输出滤波模块的输出端串联。电流电压检测模块中的交流电压检测模块由电压互感器TV1013-1H及其取样回路组成，与输出滤波模块的输出端并联。交流电压检测模块由电压互感器TV1013-1H及其取样回路组成，与输出滤波模块的输出端并联。接收无线信号的接收模块二可接收到无线传输模块发送的信号，对脉冲发生模块发出的SPWM波进行控制，从而改变输出三相电信号的频率、幅值。用户可利用无线遥控键盘对此三相逆变器进行无线操控。辅助电源模块可将输入的直流信号进行指定直流电压的转换，为电流电压检测模块、三相逆变模块、控制模块、脉冲发生模块提供工作电压。

而且，输入滤波模块由大容量滤波电容组成，可滤去输入直流信号的噪声。

而且，输出滤波模块是由E型电感和滤波电容组成的LC滤波电路，可滤去三相逆变模块输出信号的高频分量，使输出波形为无失真正弦波。

而且，控制模块包含的判断模块可对电路中的电流、电压进行实时监测，可实现过流、过压和缺相保护，达到系统保护的作用。

而且，PID调节模块可根据电流电压检测模块采集到的信号与预设目标值进行比较，并控制脉冲发生模块使其趋向于目标值进行调节，保障系统的稳定性。

而且，三相逆变模块包括N沟道MOS功率元件、功率元件驱动电路和光耦隔离器件，从脉冲发生模块传送过来的SPWM脉冲经光耦隔离器隔离后，进入功率元件驱动电路的输入端，从驱动电路的输出端输出驱动信号。

而且，N沟道MOS功率元件为IRF640，具有低导通阻抗和高效率的优点。功率元件驱动电路由IRS21867组成的半桥电路，具有转换速率快的特点。

而且，三相逆变模块采用基于半桥结构的拓扑结构，由三个半桥电路组成，在六路双极性SPWM波的控制下，实现三相逆变输出三相电，通过改变SPWM波的调制波频率以及调制度，可以调节输出电压的频率和幅度。

而且，电流电压检测模块中的交流电流检测模块由电流互感器TA1015-2及其取样回路组成，将输出电流信号转换为小电压信号并滤波，输送至接收模块一，交流电流检测模块与输出滤波模块、三相逆变模块串联。

而且，电流电压检测模块中的交流电压检测模块由电压互感器TV1013-1H及其取样回路组成，将输出电压信号转换为小电压信号并滤波，输送至接收模块一，交流电压检测模块与输出滤波模块、三相逆变模块并联。

而且，接收无线信号的接收模块二可接受到无线传输模块发送的信号，对脉冲发生模块发出的SPWM波进行控制，通过改变SPWM波的调制波频率以及调制度从而改变输出三相电信号的频率、幅值。用户可利用无线遥控键盘对此三相逆变器进行无线操控。

而且，辅助电源模块可将输入的直流信号进行指定直流电压的转换，为电流电压检测模块、三相逆变模块、控制模块、脉冲发生模块提供工作电压。

本实施例实现了输出线电压可调的三相电，且输出频率在10Hz~500Hz范围内可调的三相逆变器。具有以下优点：系统输出稳定性好，负载调整率小于1%；线电压输出失真度小于2%；调节精度高，可任意调节，误差小于1%；系统安全性好，具有过流、过压和缺相保护；灵活性高，可以无线远程调控，以适应不同环境下的不同要求。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

虽然以上结合附图描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本实用新型的原理和实质。本实用新型的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (9)

1.一种可调节的三相逆变器，其特征是，包括主电路和控制电路；

主电路包括输入滤波模块、三相逆变模块、输出滤波模块、Y型三相负载和辅助电源；输入滤波模块与三相逆变模块、输出滤波模块、Y型三相负载依次相连；

控制电路包括脉冲发生模块、控制模块、电流电压检测模块和无线传输模块；电流电压检测模块分别与控制模块、输入滤波模块、输出滤波模块和辅助电源模块相连接；无线传输模块与控制模块、脉冲发生模块和三相逆变模块依次相连；

辅助电源模块分别与三相逆变模块、脉冲发生模块、控制模块、输入滤波模块和输出滤波模块相连。

2.如权利要求1所述的可调节的三相逆变器，其特征是，控制模块包括PID调节模块、判断模块、接收模块一和接收模块二；接收模块一分别与判断模块和电流电压检测模块连接；接收模块二分别与判断模块和无线传输模块连接；判断模块依次连接PID调节模块和脉冲发生模块。

3.如权利要求1所述的可调节的三相逆变器，其特征是，输入滤波模块采用大容量滤波电容。

4.如权利要求1所述的可调节的三相逆变器，其特征是，输出滤波模块采用E型电感和滤波电容组成LC滤波电路。

5.如权利要求1所述的可调节的三相逆变器，其特征是，三相逆变模块包括N沟道MOS功率元件、功率元件驱动电路和光耦隔离器件。

6.如权利要求5所述的可调节的三相逆变器，其特征是，N沟道MOS功率元件为IRF640；功率元件驱动电路采用IRS21867组成半桥电路。

7.如权利要求1所述的可调节的三相逆变器，其特征是，电流电压检测模块包括交流电流检测模块和交流电压检测模块。

8.如权利要求7所述的可调节的三相逆变器，其特征是，交流电流检测模块包括电流互感器TA1015-2及其取样回路，与输出滤波模块的输出端串联。

9.如权利要求7所述的可调节的三相逆变器，其特征是，交流电压检测模块包括电压互感器TV1013-1H及其取样回路，与输出滤波模块的输出端并联。