CN220524320U - 用于气悬浮压缩机的变频器控制板及变频器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及变频器控制电路技术领域，公开一种用于气悬浮压缩机的变频器控制板，包括：功率板，包括电流采样保护电路以及IGBT驱动电路、拨码开关，电流采样保护电路与拨码开关电连接，电流采样保护电路用于对三相输出线的电流信号进行处理以生成目标电流信号，通过调整拨码开关可调整电流采样保护电路的电流变比，IGBT驱动电路用于对PWM驱动信号进行隔离放大处理以生成目标PWM驱动信号，并输出至IGBT驱动适配板；DSP主控板与功率板电连接，用于根据接收的目标电流信号，获得PWM驱动信号；IGBT驱动单元与功率板以及气悬浮压缩机电连接，用于根据接收的目标PWM驱动信号生成通断信号。本申请可满足不同功率等级的变频器的需求。本申请还公开一种变频器。

Description

用于气悬浮压缩机的变频器控制板及变频器

技术领域

本申请涉及变频器控制电路技术领域，例如涉及一种用于气悬浮压缩机的变频器控制板及变频器。

背景技术

目前，随着暖通中央空调技术的快速发展，对中央空调器在绿色环保方面提出更高的要求，传统商用水冷离心中央空调器的压缩机电机结构与传统电机结构类似，其转子轴承与机壳之间通过轴承支承。通常情况下，在轴承上加润滑油实现润滑作用。然而，随着压缩机运行时间的加长，转子与轴承之间的摩擦逐步明显，影响中央空调器的运行稳定性。为解决上述问题，磁悬浮离心机与气悬浮离心机逐步发展起来，气悬浮离心机与悬浮离心机相比，具有控制逻辑简单且具备价格优势。气悬浮离心机配置有气悬浮压缩机。如何对气悬浮压缩机的控制电路进行优化，提升控制电流的通用性成为当前亟需解决的技术问题。

相关技术公开一种变频器能量回馈系统，包括：电动机、直流母线电容、滤波电感、逆变电路、隔离变压器、DSP逻辑控制保护电路、IGBT驱动电路、电网、直流侧电容、浪涌抑制器和能量回馈电抗器；电动机分别与直流母线电容、直流侧电容相连接；直流母线电容与滤波电感、逆变电路、隔离变压器、浪涌抑制器、能量回馈电抗器相连接；DSP逻辑控制保护电路与IGBT驱动电路相连接，且IGBT驱动电路与电网相连接。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

DSP逻辑控制保护电路与IGBT驱动电路直接相连，在变频器的功率发生变化时，相关技术采用的DSP逻辑控制保护电路无法满足不同功率的变频器的需求，适配性较差。

需要说明的是，在上背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供一种用于气悬浮压缩机的变频器控制板和变频器，以使变频器控制板可满足不同功率等级的变频器的需求，提升适配性。

在一些实施例中，所述控制板，包括：功率板，包括电流采样保护电路以及绝缘栅双极型晶体管IGBT驱动电路、拨码开关，电流采样保护电路与拨码开关电连接，电流采样保护电路用于对三相输出线的电流信号进行处理以生成目标电流信号，且通过调整拨码开关可调整电流采样保护电路的电流变比，IGBT驱动电路，用于对PWM驱动信号进行隔离放大处理以生成目标PWM驱动信号，并输出至IGBT驱动适配板；数字信号处理DSP主控板，与功率板电连接，用于根据接收的目标电流信号，获得PWM驱动信号；IGBT驱动单元，与功率板以及气悬浮压缩机电连接，用于根据接收的目标PWM驱动信号生成通断信号。

在一些实施例中，所述IGBT驱动单元包括：IGBT驱动适配板，用于利用接收的目标PWM驱动信号生成逆变驱动信号；三相全控逆变IGBT模块，与IGBT驱动适配板以及气悬浮压缩机电连接，用于在逆变驱动信号的驱动下生成通断信号。

在一些实施例中，所述控制板还包括：三相整流桥，通过母线电容与三相全控逆变IGBT模块电连接，用于对通断信号进行整流处理以生成三相输入信号；浪涌吸收电路，与三相整流桥电连接，用于抑制吸收浪涌电压。

在一些实施例中，所述浪涌吸收电路还用于对三相输入信号进行输入检测并生成电流检测信号；所述功率板还包括：缺相检测电路，与浪涌吸收电路电连接，用于对接收的电流检测信号进行缺相检测，并在缺相时输出缺相保护信号至DSP主控板。

在一些实施例中，所述缺相检测电路还用于对浪涌吸收电路进行强电检测并利用光耦进行强电隔离。

在一些实施例中，所述IGBT驱动适配板包括IGBT驱动电阻，IGBT驱动电阻的电阻阻值与功率板的功率值相适配。

在一些实施例中，所述功率板还包括：NTC采样电路，用于对IGBT驱动适配板和三相全控逆变IGBT模块进行温度检测，并将温度检测结果输出至DSP主控板。

在一些实施例中，所述功率板还包括：直流变换器DC-DC电源电路，用于将接收的母线电压转换生成多路电压，多路电压用以向DSP主控板和IGBT驱动单元供应电源。

在一些实施例中，所述电流采样保护电路还用于根据电流信号生成过流信号，并输出至DSP主控板；所述功率板还包括：母线电压采样电路，用于利用高阻隔离方式检测母线电压并反馈至DSP主控板。

在一些实施例中，所述变频器，包括如上述的用于气悬浮压缩机的变频器控制板。

本公开实施例提供的用于气悬浮压缩机的变频器控制板和变频器，可以实现以下技术效果：

本公开实施例将电流采样保护电路与拨码开关电连接，以将三相输出线的电流信号对应的电压值进行降压处理(即电阻分压处理)。由于不同功率等级的变频器的三相输出线的电流信号不同，且电流采样电流配置的电流传感器的规格亦不同，因此，本公开实施例通过设置拨码开关，能够调整分压比，相应的，调整电流变比，以生成不同占空比的目标PWM驱动信号，从而生成不同占空比的通断信号。如此，通过拨码可实现变频器控制板不同的电流变比，使变频器控制板可满足不同功率等级的变频器的需求，提升适配性。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一个用于气悬浮压缩机的变频器控制板的硬件示意图；

图2是本公开实施例提供的另一个用于气悬浮压缩机的变频器控制板的硬件示意图；

图3是本公开实施例提供的另一个用于气悬浮压缩机的变频器控制板的硬件示意图；

图4是本公开实施例提供的另一个用于气悬浮压缩机的变频器控制板的硬件示意图。

附图标记：

10：DSP主控板；

20：功率板；

201：电流采样保护电路；202：IGBT驱动电路；

203：缺相检测电路；204：NTC采样电路；

205：母线电压采样电路；206：DC-DC电源电路；

30：IGBT驱动单元；

301：IGBT驱动适配板；302：三相全控逆变IGBT模块；

40：三相整流桥；50：浪涌吸收电路；

60：气悬浮压缩机。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。

另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

气悬浮离心机配置有气悬浮压缩机。如何对气悬浮压缩机的控制电路进行优化，提升控制电流的通用性成为当前亟需解决的技术问题。相关技术公开一种变频器能量回馈系统，包括：电动机、直流母线电容、滤波电感、逆变电路、隔离变压器、DSP逻辑控制保护电路、IGBT驱动电路、电网、直流侧电容、浪涌抑制器和能量回馈电抗器；电动机分别与直流母线电容、直流侧电容相连接；直流母线电容与滤波电感、逆变电路、隔离变压器、浪涌抑制器、能量回馈电抗器相连接；DSP逻辑控制保护电路与IGBT驱动电路相连接，且IGBT驱动电路与电网相连接。

然而，DSP逻辑控制保护电路与IGBT驱动电路直接相连，在变频器的功率发生变化时，相关技术采用的DSP逻辑控制保护电路无法满足不同用例的变频器的需求，适配性较差。

结合图1所示，本公开实施例提供一种用于气悬浮压缩机的变频器控制板，包括功率板20、DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)主控板10和IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)驱动单元30。功率板20，包括电流采样保护电路201以及绝缘栅双极型晶体管IGBT驱动电路202、拨码开关(图中未示出)。电流采样保护电路201与拨码开关电连接，电流采样保护电路201用于对三相输出线的电流信号进行处理以生成目标电流信号，且通过调整拨码开关可调整电流采样保护电路的电流变比。IGBT驱动电路202，用于对PWM驱动信号进行隔离放大处理以生成目标PWM驱动信号，并输出至IGBT驱动适配板301。DSP主控板10，与功率板20电连接，用于根据接收的目标电流信号，获得PWM驱动信号。IGBT驱动单元30，与功率板20以及气悬浮压缩机电连接，用于根据接收的目标PWM驱动信号生成通断信号。

采用本公开实施例提供的用于气悬浮压缩机的变频器控制板，本公开实施例将电流采样保护电路与拨码开关电连接，以将三相输出线的电流信号对应的电压值进行降压处理(即电阻分压处理)。由于不同功率等级的变频器的三相输出线的电流信号不同，且电流采样电流配置的电流传感器的规格亦不同，因此，本公开实施例通过设置拨码开关，能够调整分压比，相应的，调整电流变比，以生成不同占空比的目标PWM驱动信号，从而生成不同占空比的通断信号。如此，通过拨码可实现变频器控制板不同的电流变比，使变频器控制板可满足不同功率等级的变频器的需求，提升适配性。

可选地，IGBT驱动单元30包括IGBT驱动适配板301和三相全控逆变IGBT模块302。IGBT驱动适配板301，用于利用接收的目标PWM驱动信号生成逆变驱动信号。三相全控逆变IGBT模块302，与IGBT驱动适配板301以及气悬浮压缩机电连接，用于在逆变驱动信号的驱动下生成通断信号。

这样，IGBT驱动适配板对接收的目标PWM驱动信号进行隔离放大生成逆变驱动信号，三相全控逆变IGBT模块可在逆变驱动信号驱动下生成通断信号。如此，有利于驱动IGBT驱动适配板实现逆变。

可选地，IGBT驱动适配板与三相全控逆变IGBT模块通过双绞线排线电连接。

结合图2所示，本公开实施例还提供一种用于气悬浮压缩机的变频器控制板，包括功率板20、DSP主控板10、IGBT驱动单元30、三相整流桥40和浪涌吸收电路50。功率板20，包括电流采样保护电路201以及绝缘栅双极型晶体管IGBT驱动电路202、拨码开关。电流采样保护电路201与拨码开关电连接。电流采样保护电路201用于对三相输出线的电流信号进行处理以生成目标电流信号，且通过调整拨码开关可调整电流采样保护电路的电流变比，IGBT驱动电路202，用于对PWM驱动信号进行隔离放大处理以生成目标PWM驱动信号，并输出至IGBT驱动适配板301。DSP主控板10，与功率板20电连接，用于根据接收的目标电流信号，获得PWM驱动信号。IGBT驱动单元30，与功率板20以及气悬浮压缩机电连接，用于根据接收的目标PWM驱动信号生成通断信号。三相整流桥40，通过母线电容C与三相全控逆变IGBT模块302电连接，用于对通断信号进行整流处理以生成三相输入信号。浪涌吸收电路50，与三相整流桥40电连接，用于抑制吸收浪涌电压。

采用本公开实施例提供的用于气悬浮压缩机的变频器控制板，本公开实施例设置有三相整流桥和浪涌吸收电路，通过母线电容将三相整流桥与三相全控逆变IGBT模块电连接，以对通断信号进行整流处理以生成三相输入信号。通过设置与三相整流桥电连接的浪涌吸收电路，可有效地抑制吸收浪涌电压，保证变频器控制板可靠安全运行。

可选地，母线电容C的一端通过电感L与三相整流桥40连接，另一端通过电阻R与三相整流桥40连接。

可选地，浪涌吸收电路50还用于对三相输入信号进行输入检测并生成电流检测信号。

功率板，包括电流采样保护电路201、绝缘栅双极型晶体管IGBT驱动电路202、拨码开关和缺相检测电路203。电流采样保护电路201与拨码开关电连接，电流采样保护电路201用于对三相输出线的电流信号进行处理以生成目标电流信号，且通过调整拨码开关可调整电流采样保护电路的电流变比。IGBT驱动电路202，用于对PWM驱动信号进行隔离放大处理以生成目标PWM驱动信号，并输出至IGBT驱动适配板301。缺相检测电路203，与浪涌吸收电路50电连接，用于对接收的电流检测信号进行缺相检测，并在缺相时输出缺相保护信号至DSP主控板10。

这样，本公开实施例利用浪涌吸收电路对三相输入信号进行输入检测，并生成电流检测信号，再利用缺相检测电流对前述电流检测信号进行缺相检测，并在缺相时输出缺相保护信号至DSP主控板。如此，可实时地进行缺相检测，保证变频器控制板的可靠运行。

可选地，缺相检测电路203还用于对浪涌吸收电路50进行强电检测并利用光耦进行强电隔离。

这样，本公开实施例利用缺相检测电路对浪涌吸收电路进行强电检测，并利用光耦进行强电隔离，以防止强电信号对变频器控制板的运行产生影响，保证变频器控制板的安全可靠运行。

可选地，IGBT驱动适配板301包括IGBT驱动电阻。IGBT驱动电阻的电阻阻值与功率板20的功率值相适配。其中，IGBT驱动电阻可更换。

这样，由于电流采样保护电路采用拨码开关实现电流变比的调整，因此，本公开实施例设置可更换的IGBT驱动电阻。如此，通过更换IGBT驱动电阻实现IGBT驱动适配板的更换，从而满足不同功率变频器的需求，使变频器控制板可满足不同功率等级的变频器的需求，有利于提升适配性。

可选地，结合图3所示，功率板20，包括电流采样保护电路201、绝缘栅双极型晶体管IGBT驱动电路202、拨码开关、缺相检测电路203和NTC(Negative TemperatureCoefficient，热敏电阻器)采样电路204。电流采样保护电路201与拨码开关电连接。电流采样保护电路201用于对三相输出线的电流信号进行处理以生成目标电流信号，且通过调整拨码开关可调整电流采样保护电路的电流变比。IGBT驱动电路202，用于对PWM驱动信号进行隔离放大处理以生成目标PWM驱动信号，并输出至IGBT驱动适配板301。缺相检测电路203，与浪涌吸收电路50电连接，用于对接收的电流检测信号进行缺相检测，并在缺相时输出缺相保护信号至DSP主控板10。NTC采样电路204，用于对IGBT驱动适配板301和三相全控逆变IGBT模块302进行温度检测，并将温度检测结果输出至DSP主控板10。

这样，本公开实施例可通过NTC采样电流实时获得IGBT适配板和三相全控逆变IGBT模块各自的温度检测结果，使DSP主控板能够实时获知IGBT驱动适配板和三相全控逆变IGBT模块各自的温度情况，以在温度结果发生异常时进行后续操作，保证变频器控制板运行的安全性。

可选地，结合图4所示，功率板还包括DC-DC(直流变换器)电源电路206。DC-DC电源电路206，用于将接收的母线电压转换生成多路电压，多路电压用以向DSP主控板10和IGBT驱动单元30供应电源。

这样，有利于向DSP主控板和IGBT驱动单元进行稳定的电源供应。

可选地，结合图4所示，电流采样保护电路201还用于根据电流信号生成过流信号，并输出至DSP主控板10。功率板20还包括母线电压采样电路205。母线电压采样电路205，用于利用高阻隔离方式检测母线电压并反馈至DSP主控板10。

这样，本公开实施例可利用母线电压采样电路实时检测母线电压，以在检测生成的目标电压宜昌市进行后续操作，保证变频器控制板运行的安全性。

结合图1所示，本公开实施例还提供一种变频器，包括用于气悬浮压缩机的变频器控制板。用于气悬浮压缩机的变频器控制板，包括功率板20、DSP主控板10和IGBT驱动单元30。功率板20，包括电流采样保护电路201以及绝缘栅双极型晶体管IGBT驱动电路202、拨码开关。电流采样保护电路201与拨码开关电连接，电流采样保护电路201用于对三相输出线的电流信号进行处理以生成目标电流信号，且通过调整拨码开关可调整电流采样保护电路的电流变比。IGBT驱动电路202，用于对PWM驱动信号进行隔离放大处理以生成目标PWM驱动信号，并输出至IGBT驱动适配板301。DSP主控板10，与功率板20电连接，用于根据接收的目标电流信号，获得PWM驱动信号。IGBT驱动单元30，与功率板20以及气悬浮压缩机电连接，用于根据接收的目标PWM驱动信号生成通断信号。

采用本公开实施例提供的变频器，本公开实施例通过设置拨码开关，能够调整分压比，相应的，调整电流变比，以生成不同占空比的目标PWM驱动信号，从而生成不同占空比的通断信号。如此，通过拨码可实现变频器控制板不同的电流变比，使变频器控制板可满足不同功率等级的变频器的需求，提升适配性。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种用于气悬浮压缩机的变频器控制板，其特征在于，包括：

功率板，包括电流采样保护电路以及绝缘栅双极型晶体管IGBT驱动电路、拨码开关，电流采样保护电路与拨码开关电连接，电流采样保护电路用于对三相输出线的电流信号进行处理以生成目标电流信号，且通过调整拨码开关可调整电流采样保护电路的电流变比，IGBT驱动电路，用于对PWM驱动信号进行隔离放大处理以生成目标PWM驱动信号，并输出至IGBT驱动适配板；

数字信号处理DSP主控板，与功率板电连接，用于根据接收的目标电流信号，获得PWM驱动信号；

IGBT驱动单元，与功率板以及气悬浮压缩机电连接，用于根据接收的目标PWM驱动信号生成通断信号。

2.根据权利要求1所述的控制板，其特征在于，所述IGBT驱动单元包括：

IGBT驱动适配板，用于利用接收的目标PWM驱动信号生成逆变驱动信号；

三相全控逆变IGBT模块，与IGBT驱动适配板以及气悬浮压缩机电连接，用于在逆变驱动信号的驱动下生成通断信号。

3.根据权利要求2所述的控制板，其特征在于，所述控制板还包括：

三相整流桥，通过母线电容与三相全控逆变IGBT模块电连接，用于对通断信号进行整流处理以生成三相输入信号；

浪涌吸收电路，与三相整流桥电连接，用于抑制吸收浪涌电压。

4.根据权利要求3所述的控制板，其特征在于，所述浪涌吸收电路还用于对三相输入信号进行输入检测并生成电流检测信号；

所述功率板还包括：

缺相检测电路，与浪涌吸收电路电连接，用于对接收的电流检测信号进行缺相检测，并在缺相时输出缺相保护信号至DSP主控板。

5.根据权利要求4所述的控制板，其特征在于，所述缺相检测电路还用于对浪涌吸收电路进行强电检测并利用光耦进行强电隔离。

6.根据权利要求2所述的控制板，其特征在于，所述IGBT驱动适配板包括IGBT驱动电阻，IGBT驱动电阻的电阻阻值与功率板的功率值相适配。

7.根据权利要求2所述的控制板，其特征在于，所述功率板还包括：

热敏电阻器NTC采样电路，用于对IGBT驱动适配板和三相全控逆变IGBT模块进行温度检测，并将温度检测结果输出至DSP主控板。

8.根据权利要求1至7任一项所述的控制板，其特征在于，所述功率板还包括：

直流变换器DC-DC电源电路，用于将接收的母线电压转换生成多路电压，多路电压用以向DSP主控板和IGBT驱动单元供应电源。

9.根据权利要求1至7任一项所述的控制板，其特征在于，所述电流采样保护电路还用于根据电流信号生成过流信号，并输出至DSP主控板；

所述功率板还包括：

母线电压采样电路，用于利用高阻隔离方式检测母线电压并反馈至DSP主控板。

10.一种变频器，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的用于气悬浮压缩机的变频器控制板。