CN218678842U - 三相电变频器和压缩机设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种三相电变频器和压缩机设备，三相电变频器包括：整流电路、逆变功率控制模块、开关电源、主芯片电路、直流降压电路和直流电机电路；在整流电路、逆变功率控制模块、开关电源和直流降压电路之间设置直流母线；直流电机电路分别与直流降压电路、开关电源和主芯片电路连接；直流降压电路接收整流电路输出的直流电信号，并对直流电信号降压，输出的直流驱动电压至直流电机电路；直流电机电路接收开关电源输出的基准电压和主芯片电路输出的控制信号，并基于基准电压、控制信号和直流驱动电压驱动其中的直流电机运转。本申请实现了三相电变频器输出驱动直流电机额定工作所需的直流驱动电压。

Description

三相电变频器和压缩机设备

技术领域

本实用新型涉及直流变频技术领域，特别涉及一种三相电变频器和压缩机设备。

背景技术

对于一般的三相电输入的变频产品，由于电网三相输入电压的不稳定，需要将电网输入的三相电压先进行变频处理，即通过对固定供电电压的50Hz电网频率转换为压缩机做续运转速度率的变化频率，以及将供电电压380V整流转换为直流电压540V后，再将540v的直流电转换为产品所需的三相工作电压。由于变频产品在工作过程中会产生热量，需要内置对应的驱动直流电机来进行散热处理，而常规的驱动直流电机的工作电压是310V，并不能直接接入变频整流后的540v直流电，以致变频电路不能很好的为驱动直流电机提供所需的直流工作电压。

现今，为变频产品中内置的驱动直流电机提供直流工作电压，通常通过增加一个整流电路，在产品外部交流电电压整流处理，得到310V的直流电压提供给驱动直流电机正常工作。但是对于常规三相电输入的变频产品，需要额外配套相应的整流电路以及做相应的高压隔离措施，以致需要增大变频产品的内部设计空间和大大增加了产品生产成本，即现有的三相电输入的变频产品不能很好的满足常规驱动直流电机的直流供电的需求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种三相电变频器和压缩机设备，旨在解决现有的三相电输入的变频产品不能很好的满足常规驱动直流电机的直流供电的需求的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的三相电变频器，所述三相电变频器包括：整流电路、逆变功率控制模块、开关电源、主芯片电路、直流降压电路和直流电机电路；在所述整流电路、所述逆变功率控制模块、所述开关电源和所述直流降压电路之间设置直流母线；所述直流电机电路分别与所述直流降压电路、所述开关电源和所述主芯片电路连接；所述直流降压电路接收所述整流电路输出的直流电信号，并对所述直流电信号降压，输出的直流驱动电压至所述直流电机电路；所述直流电机电路接收所述开关电源输出的基准电压和所述主芯片电路输出的控制信号，并基于所述基准电压、所述控制信号和所述直流驱动电压驱动其中的直流电机运转。

在本实用新型一实施例中，所述直流降压电路包括斩波电路和第一滤波电路；在所述斩波电路、所述整流电路、所述逆变功率控制模块和所述开关电源之间设置直流母线，所述斩波电路与所述主芯片电路连接，所述第一滤波电路与所述直流电机电路连接。

在本实用新型一实施例中，所述斩波电路包括场效应管；所述场效应管的栅极接口与所述主芯片电路对应的斩波控制信号的输出接口连接，所述场效应管的漏极接口与所述直流母线连接，所述场效应管的源极接口与所述第一滤波电路连接。

在本实用新型一实施例中所述第一滤波电路包括第一二极管、第一电感和第一电容，所述第一二极管、所述第一电感和所述第一电容并联后分别与所述源极接口和所述直流电机电路连接。

在本实用新型一实施例中，所述直流电机电路包括驱动开关电路、驱动反馈电路和直流驱动电机；所述驱动开关电路分别与所述开关电源和所述主芯片电路连接，所述驱动反馈电路与所述主芯片电路连接，所述直流驱动电机分别与所述驱动开关电路、所述驱动反馈电路、所述开关电源和所述第一滤波电路连接。

在本实用新型一实施例中，所述驱动开关电路包括第一驱动开关电路和第二驱动开关电路；所述第一驱动开关电路分别与所述主芯片电路和所述第二驱动开关电路连接，所述第二驱动开关电路分别与所述开关电源和所述直流驱动电机连接。

在本实用新型一实施例中，所述直流驱动电机包括第一绕组接口、第二绕组接口、直流电源接口、接地接口和驱动反馈接口；所述第一绕组接口与所述第二驱动开关电路连接；所述第二绕组接口与所述开关电源连接，所述直流电源接口与所述第一滤波电路连接，所述接地接口与所述三相电变频器的接地端连接，所述驱动反馈接口与所述主芯片电路连接。

在本实用新型一实施例中，所述直流降压电压与所述开关电源组合生成新的开关电源，所述新的开关电源通过所述直流母线分别与所述整流电路、所述逆变功率控制模块连接，所述新的开关电源与所述直流电机电路连接；所述新的开关电源接收所述整流电路输出的直流电信号，并对所述直流电信号降压，输出的直流驱动电压和基准电压至所述直流电机电路。

在本实用新型一实施例中，所述压缩机设备与设备外部的三相电源连接。

在本实用新型一实施例中，所述压缩机设备包括压缩电机和第二滤波电路，所述压缩电机与所述逆变功率控制模块连接，所述第二滤波电路分别与所述整流电路和设备外部的三相电源连接。

本实用新型技术方案中的三相电变频器包括：整流电路、逆变功率控制模块、开关电源、主芯片电路、直流降压电路和直流电机电路；在整流电路、逆变功率控制模块、开关电源和直流降压电路之间设置直流母线；直流电机电路分别与直流降压电路、开关电源和主芯片电路连接；直流降压电路接收整流电路输出的直流电信号，并对直流电信号降压，输出的直流驱动电压至直流电机电路；直流电机电路接收开关电源输出的基准电压和主芯片电路输出的控制信号，并基于基准电压、控制信号和直流驱动电压驱动其中的直流电机运转。本申请实现了三相电变频器输出驱动直流电机额定工作所需的直流驱动电压。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型中三相电变频器第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型中三相电变频器第二实施例的结构示意图；

图3为本实用新型中直流降压电路的电路结构示意图；

图4为本实用新型中三相电变频器第三实施例的结构示意图；

图5为本实用新型中直流电机电路的电路结构示意图；

图6为本实用新型中三相电变频器第四实施例的结构示意图；

图7为本实用新型中压缩机设备的结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种三相电变频器，请参照图1，该三相电变频器包括：整流电路10、逆变功率控制模块20、开关电源30、主芯片电路40、直流降压电路50和直流电机电路60；在所述整流电路10、所述逆变功率控制模块20、所述开关电源30和所述直流降压电路60之间设置直流母线70；所述直流电机电路60分别与所述直流降压电路50、所述开关电源30和所述主芯片电路40连接。

本实施例中，在所述直流降压电路50接收所述整流电路10输出的直流电信号，并对所述直流电信号降压，输出的直流驱动电压至所述直流电机电路60；所述直流电机电路60接收所述开关电源30输出的基准电压和所述主芯片电路40输出的控制信号，并基于所述基准电压、所述控制信号和所述直流驱动电压驱动其中的直流电机运转。

在实际应用中，三相电变频器在接入380V的三相交流电时，整流电路10通过其中的整流元件器将380V的交流电压转换为540V的直流电压(即直流电信号)，进而利用直流母线70将540V的直流电信号传输至逆变功率控制模块20、所述开关电源30和所述直流降压电路60之中，提供三者所需的直流电信号。在所述开关电源30在接收到主控芯片电路40发送第一开关频率的开关驱动信号后，对所述直流母线传输的540V直流电信号进行降压处理，得到基准信号和主控工作信号，并将所述基准信号传输至所述直流电机电路60，以及将主控工作信号传输至所述主芯片电路40。所述主芯片电路40基于主控工作信号和开关电源30、直流电机电路60和三相电变频器工作的需求，生成开关驱动信号至开关电源30控制电源电压的转换、生成控制信号至直流电机电路控制直流电机电路中的电机运转、生成六路第二开关频率的功率控制信号至所述逆变功率控制模块20以生成相应功率和频率的三相交流电。

所述直流降压电路50对所述直流母线70传输的540V直流电信号斩波以及滤波处理，得到直流电机电路60所需的额定工作电压(直流驱动电压)，进而基于直流降压电路50传输的直流驱动电压以及所述开关电源30传输的基准电压，所述直流电机电路60在主控芯片电路发送的控制信号的控制下，控制直流电机电路60中的直流电机的工作运转。

如图2所示，所述直流降压电路50包括斩波电路501和第一滤波电路502；在所述斩波电路501、所述整流电路10、所述逆变功率控制模块20和所述开关电源30之间设置直流母线70，所述斩波电路501与所述主芯片电路40连接，所述第一滤波电路502与所述直流电机电路60连接。其中所图3所示，由斩波电路和第一滤波电路组成的直流降压电路的电路图，所述斩波电路501包括场效应管；所述场效应管的栅极接口与所述主芯片电路40对应的斩波控制信号的输出接口连接，所述场效应管的漏极接口与所述直流母线70连接，所述场效应管的源极接口与所述第一滤波电路502连接；所述第一滤波电路502包括第一二极管、第一电感和第一电容，所述第一二极管、所述第一电感和所述第一电容并联后分别与所述源极接口和所述直流电机电路60连接。

本实施例中，通过所述直流降压电路50中的斩波电路501，将直流母线70传输的540V直流电信号进行斩波降压为310V的直流驱动电压，并利用所述第一滤波电路对310V的直流驱动电压进行滤波处理，得到滤波后的310V的直流驱动电压，并将滤波后的310V的直流驱动电压传输至所述直流电机电路60.

具体的，场效管的漏极接口与所述直流母线70(DC540V)连接，所述场效应管的源极接口与所述第一滤波电路502连接，当所述斩波电路501中的场效应管栅极接口接收到主控芯片传输的第一开关频率的开关驱动信号时，通过控制场效应管的导通开关，将540V的直流电信号(DC540V)斩波为310V的初始直流驱动电压并传输至第一滤波电路502，有第一电感、第一电容和第一二极管并联组合的第一滤波电路对310V的初始直流驱动电压进行滤波，得到最终所需的310V的直流驱动电压，并将直流驱动信号传输至直流电机电路60。

如图4所示，所述直流电机电路60包括驱动开关电路601、驱动反馈电路602和直流驱动电机603；所述驱动开关电路601分别与所述开关电源40和所述主芯片电路30连接，所述驱动反馈电路602与所述主芯片电路30连接，所述直流驱动电机603分别与所述驱动开关电路601、所述驱动反馈电路602、所述开关电源40和所述第一滤波电路502连接。所述驱动开关电路601包括第一驱动开关电路6011和第二驱动开关电路6012；所述第一驱动开关电路6011分别与所述主芯片电路30和所述第二驱动开关电路6012连接，所述第二驱动开关电路6012分别与所述开关电源40和所述直流驱动电机603连接，如图5所示为直流电机电路的电气电路示意图，所述直流驱动电机603包括第一绕组接口(如图5中DC-FAN的5脚)、第二绕组接口(如图5中DC-FAN的4脚)、直流电源接口(如图5中DC-FAN的1脚)、接地接口(如图5中DC-FAN的3脚)和驱动反馈接口(如图5中DC-FAN的6脚)；所述第一绕组接口与所述第二驱动开关电路6012连接；所述第二绕组接口与所述开关电源40连接，所述直流电源接口与所述第一滤波电路502连接，所述接地接口与所述三相电变频器的接地端连接，所述驱动反馈接口与所述主芯片电路30连接。

本实施例中，在所述直流电机电路60中的第一驱动开关电路6011在没有接收到控制信号(即图5中VSP信号)时，所述第一驱动开关电路6012在接受开关电源40传输的基准电压(即图5中+15V直流电压)时，第二驱动开关电路6012中的三极管会导通，进而生成相应的第一绕组电压至所述直流驱动电机603(图5中DC-FAN的5脚)中；在所述直流电机电路60中的第一驱动开关电路6011在接收到控制信号(即图5中VSP信号)时，第一驱动开关电路6011中的三极管会导通，进而控制第二驱动开关电路6012中的三极管的关闭，以致不能生成相应的第一绕组电压至所述直流驱动电机603的第一绕组接口(图5中DC-FAN的5脚)中；所述开关电源40将基准电压(即图5与4脚的第二绕组接口连接的中+15V)传输至所述直流驱动电机603(即图5与4脚的第二绕组接口)；所述第一滤波电路502将滤波后的直流驱动电压603(即图5中DC310V)传输至所述直流驱动电机603(即图5中的DC-FAN的1脚)；所述直流驱动电机603在基准电压、控制信号和直流驱动电压来驱动其中的直流电机运转；此外在直流驱动电压603中的直流电机驱动运转的同时，按照对应的采样频率，将对应的反馈信号通过驱动反馈接口(如图5中DC-FAN的6脚)传输至驱动反馈电路602，进而驱动反馈电路602通过反馈接口(图5中的FG接口)将反馈信号传输至主芯片电路30中，以实现主芯片电路对直流电机电路60工作状态的实施监测，并基于监测的结果，对直流电机电路60的工作状态进行相应调整即对直流电机电路60的电机转速及开停状态进行调整。

如图6所示，所述直流降压电压50与所述开关电源40组合生成新的开关电源40a，所述新的开关电源40a通过所述直流母线70分别与所述整流电路10、所述逆变功率控制模块20连接，所述新的开关电源40a与所述直流电机电路60连接。

本实施例中，通过将直流降压电压50整合进所述开关电源40，以组合生成新的开关电源40a，所述新的开关电源40a在接收所述整流电路输出的直流电信号和主芯片电路输出的驱动开关信号时，通过对所述直流电信号降压，输出的直流驱动电压和基准电压至所述直流电机电路603，以提供直流电机电路603中直流电机运转所需的工作电压。

如图7所示，一种压缩机设备，该压缩机设备包括上述图1至图6中的所有结构，所述压缩机设备与设备外部的三相电源连接；所述压缩机设备包括压缩电机80和第二滤波电路90，所述压缩电机80与所述逆变功率控制模块20连接，所述第二滤波电路90分别与所述整流电路10和设备外部的三相电源连接，所述逆变功率控制模块20与所述主芯片电路30连接。

本实施例中，所述压缩设备可以为三相变频空调领域和变频热泵领域的设备，当压缩机设备接入外部三相电源时，第二滤波电路90将所述三相电源对应的380V交流电进行交流滤波处理，并将交流滤波后的380V交流电传输至整流电路10中，将380V交流电的转换为540V的直流电信号，进而通过直流母线70提供给逆变功率控制模块20、开关电源40和直流电压电路50使用；所述逆变功率控制模块20在接收到主芯片电路30所生成六路第二开关频率的功率控制信号后，生成相应功率和频率的三相交流电至所述压缩电机80中，以控制所述压缩电机80的压缩工作运行频率变化及开停机。

在本实施例中，上述的电路均为通过电路板来承载，同时还设置外壳以保证三相电变频器在低温环境下的工作环境。

对于上述的电路均为通过BCB板上的电路电路连接，通过将PCB板固定在外壳上以实现对上述电路的固定安装，在实际应用中，所述外壳包括第一外壳和第二外壳；

在所述第一外壳上设有与承接整流电路10、逆变功率控制模块20、开关电源30、主芯片电路40、直流降压电路50和直流电机电路60和串口通讯电路的PCB板相适应的安装腔体；

所述第二外壳上设有与所述安装腔体相配配合的配合腔体；

所述PCB板通过过盈配合的安装方式固定在所述安装腔体和所述配合腔体闭合时形成的腔体中。

在实际应用中，该外壳可以是塑料壳体或者金属壳体，该外壳设置有电池腔，电池腔可以根据电池的类型适配设置，例如电池采用纽扣型电池，则电池腔可以对应设置为圆柱状；或者电池采用方形的锂电池，则电池腔可以对应设置为方形腔体。该电池腔设有供电池装入的安装口(未标识)，电池通过安装口安装在所述外壳上，并与上述各电路连接，提供对应的电压，以提供工作能量。

通过上述提供的三相电变频器和压缩机设备的实施，通过利用直流降压电路对整流电路整流后的直流电信号进行降压，以提供给直流电机电压额定工作所需的直流驱动电压，实现了三相电变频器输出驱动直流电机额定工作所需的直流驱动电压，并实现了三相电变频器兼容常用驱动直流电机的工作电压范围或者其他预设不同情况，扩大了三相电变频器的使用范围以及场景。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种三相电变频器，其特征在于，所述三相电变频器包括：整流电路、逆变功率控制模块、开关电源、主芯片电路、直流降压电路和直流电机电路；

在所述整流电路、所述逆变功率控制模块、所述开关电源和所述直流降压电路之间设置直流母线；

所述直流电机电路分别与所述直流降压电路、所述开关电源和所述主芯片电路连接；

所述直流降压电路接收所述整流电路输出的直流电信号，并对所述直流电信号降压，输出的直流驱动电压至所述直流电机电路；

所述直流电机电路接收所述开关电源输出的基准电压和所述主芯片电路输出的控制信号，并基于所述基准电压、所述控制信号和所述直流驱动电压驱动其中的直流电机运转。

2.根据权利要求1所述的三相电变频器，其特征在于，所述直流降压电路包括斩波电路和第一滤波电路；在所述斩波电路、所述整流电路、所述逆变功率控制模块和所述开关电源之间设置直流母线，所述斩波电路与所述主芯片电路连接，所述第一滤波电路与所述直流电机电路连接。

3.根据权利要求2所述的三相电变频器，其特征在于，所述斩波电路包括场效应管；所述场效应管的栅极接口与所述主芯片电路对应的斩波控制信号的输出接口连接，所述场效应管的漏极接口与所述直流母线连接，所述场效应管的源极接口与所述第一滤波电路连接。

4.根据权利要求3所述的三相电变频器，其特征在于，所述第一滤波电路包括第一二极管、第一电感和第一电容，所述第一二极管、所述第一电感和所述第一电容并联后分别与所述源极接口和所述直流电机电路连接。

5.根据权利要求2所述的三相电变频器，其特征在于，所述直流电机电路包括驱动开关电路、驱动反馈电路和直流驱动电机；所述驱动开关电路分别与所述开关电源和所述主芯片电路连接，所述驱动反馈电路与所述主芯片电路连接，所述直流驱动电机分别与所述驱动开关电路、所述驱动反馈电路、所述开关电源和所述第一滤波电路连接。

6.根据权利要求5所述的三相电变频器，其特征在于，所述驱动开关电路包括第一驱动开关电路和第二驱动开关电路；所述第一驱动开关电路分别与所述主芯片电路和所述第二驱动开关电路连接，所述第二驱动开关电路分别与所述开关电源和所述直流驱动电机连接。

7.根据权利要求6所述的三相电变频器，其特征在于，所述直流驱动电机包括第一绕组接口、第二绕组接口、直流电源接口、接地接口和驱动反馈接口；所述第一绕组接口与所述第二驱动开关电路连接；所述第二绕组接口与所述开关电源连接，所述直流电源接口与所述第一滤波电路连接，所述接地接口与所述三相电变频器的接地端连接，所述驱动反馈接口与所述主芯片电路连接。

8.根据权利要求1所述的三相电变频器，其特征在于，所述直流降压电压与所述开关电源组合生成新的开关电源，所述新的开关电源通过所述直流母线分别与所述整流电路、所述逆变功率控制模块连接，所述新的开关电源与所述直流电机电路连接；

所述新的开关电源接收所述整流电路输出的直流电信号，并对所述直流电信号降压，输出的直流驱动电压和基准电压至所述直流电机电路。

9.一种压缩机设备，其特征在于，所述压缩机设备包括权利要求1-8中任一项的三相变频器，所述压缩机设备与设备外部的三相电源连接。

10.根据权利要求9所述的压缩机设备，其特征在于，所述压缩机设备包括压缩电机和第二滤波电路，所述压缩电机与所述逆变功率控制模块连接，所述第二滤波电路分别与所述整流电路和设备外部的三相电源连接。

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