專利名稱：感性變頻調速器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種感性變頻調速器。
背景技術：
現在小功率AC(感性、150W以下)的電機降壓調速產品已經相當成熟，對于150W 以上的感性負載的調速是不能以降低電壓的方法來實現的，面對大功率復雜的調速，目前 市面上的產品很難做到，就是有也存在比較大的安全隱患。現在對于小功率的調速器，實力 強大的工廠不原意開發，個體工商戶迫于各種負擔，也難有實力和興趣以及時間來開發。制 作一款實用、價格便宜的配制來制作高質量的變頻調速器，產品要經過零配件選擇、實驗室 的高溫、欠電壓、過電壓過濾、缺相、長時間應用于不同設備上的環境、氣候、開關頻率的試 驗。當然，變頻產品也是一個比較高的綜合科技產品，要做好產品的同時也必需要有強大的 設備、實踐經驗和電子方面的基礎。
發明內容本實用新型的目的在于針對上述感性變頻調速器所存在的缺陷，提供一種實用性 和操作性好的感性變頻調速器。為了達到上述目的，本實用新型主要是采用以下技術方案來實現的。本實用新型 主要是以交-直-交工作原理來實現變頻變壓的目的，其電路由以下流程所組成，電源整流 供給(交-直)_功率轉換(直-交)_驅動電路-正弦波發生(PWM產生及控制)_顯示、 輔助-功率輸出。一、電源整流供給(交-直)AC380V輸入經壓敏電阻高頻濾波，一路至交流220V變壓器，另一路直接進入三相 橋整流，完成整流的初級階段，之后要經過濾波，在電容器內要存儲高電壓大容量的電流給 下一級直-交的轉換，直接進入電容時會產生很強的電流沖擊，是變頻器額定電流的幾十 倍，初級充電階段就當用串聯電阻或PTC來完成抑制過電流。Jl吸合后電流開始流過限流 電阻進入電容階段，充電完成。充電完成后，J2吸合主電流從K2觸點流過進入電容，系統 開始工作。二、功率轉換(直-交)輸出對交-直-交的電壓變換，選用6路IGBT開關，其參數為1、額定工作電壓1200V2、額定工作電流100°C15A3、IGBT開關工作電壓Vge15V4、IGBT (放大到飽和)開時間Td(on) 15nS5、IGBT (飽和到停止)關時間 Tr(off) 160nS6、IGBT柵極串接電阻Rg10 Ω三、驅動電路[0016]驅動部分選用IR公司的2233S，其主要功能腳為浮動通道自舉運作工作電壓1200V1腳 過濾保護輸入6腳 信號入，強制關閉6路輸出7腳 電源電壓15V28腳 15V欠壓保護及故障保護輸出低電平對IR2233S線路的15V電源的穩定在15V士 1. 5V以內，El選用高頻電解電容或在 IR2233S的S7腳附近接一個IOUF左右的鉭電容。過流保護設計在電阻Rl距離1腳越近越 好，而且對地(COM)也越近越好。四、正弦波發生(PWM產生及控制)腳位的連接選擇16腳確定工作頻率，23腳確定定子電壓補償和28腳總線電壓 取樣。選擇16腳串接電阻選擇1K，得電壓0.64V，開關頻率5. 291KHZ。選擇23腳串接電阻 選擇0歐姆，得電壓0V，無電子電壓補償。選擇28腳總線電壓取樣3. 8V，標準值3. 5V。五、顯示、輔助-功率輸出。本實用新型與現有技術相比，具有以下明顯的優點和創新。(1)設計合理，節能明 顯。本實用新型可節能60%以上，一是具有靈活和實用性，采用一套完整的三相PWM調制控 制方案，從直流的電壓浮動補償到衰減，電機的加速和減速的平整度，開機前先向三路低端 送出驅動脈沖，對欠5V及振蕩引起的故障產生自我保護，為完善產品質量起的至關重要的 作用，本實用新型只改變幾個元件參數科可以廣泛靈活應用到各種電機控制上，因MC3PHAC 是一塊用硬件刻錄加工完成的集成芯片，不會因為扣種信號脈沖的干擾而使內部程序的混 亂或消失。二是在自編程芯片上，減少了編程對產品的開發時間和前期投入較少，所以應用 更廣泛，在低頻帶工作時不影響變頻產品和電機的使用，電流及電機溫度都在可接受的范 圍內。(2)成本低。本實用新型采用16腳確定工作頻率，23腳確定定子電壓補償和28腳 總線電壓取樣，這三個主要功能腳確定本變頻產品的應用和對下一級的驅動電路會產生很 大的影響，一.選擇16腳串接電阻1K，得電壓0. 64V，開關頻率5. 291KHZ，在工作開關頻率 5. 291KHZ的環境下對散熱器的設計要求也不高，也降低了成本，同時給提高載波頻率提供 了基礎數據。二.選擇23腳串接電阻直接0歐姆，得電壓0歐姆，無定子電壓補償，本實用新 型所采用的電壓補償主要是對運轉頻率從0HZ-20HZ時所要增加的定子電壓，以增加起動 時的力距(扭距)在機電控制傳動上一部分是帶負載起動的電動升降機自動門等。三.選 擇28腳總線電壓取樣3. 8V，標準什3. 5V，這腳的作用中穩定直流總線電壓對MC3PHAC輸出 波形作修正。(3)噪聲低，使用壽命長。改變原機械產品節能采用變速箱，而現在不用變速 箱，原采用皮帶輪調速，原在不用皮帶輪子調速。(4)安裝容易，維修簡單。本實用新型變頻調速適用于星型接法的AC電機。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的描述。
圖1為本實用新型交-直_交工作原理電路圖。圖2為本實用新型PWM發生及控制電路圖。圖3為本實用新型驅動部分電路圖。[0032]圖4為本實用新型直交轉換電路圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型主要是以交-直-工作原理來實現變頻變壓的目的，其電 路由以下流程所組成，電源整流供給(交-直)1_功率轉換(直-交)2_驅動電路3-正弦 波發生(PWM產生及控制)4-數顯控制5-輔助控制部分6，如圖所示，AC380V輸入經過壓保 護壓敏電阻高頻濾波，一路到交流220V變壓器，另一路直接進入三相橋整流，完成整流的 初級階段，之后要經過濾波，在電容器內要存儲高電壓大容量的電流給下一級直-交的轉 換，直接進入電容時會產生很強的電流沖擊，是變頻額定電流的幾十倍，初級充電階段采用 串聯電阻或PTC來完全成抑壓過電流，利用數顯控制5控制電機8和輔助控制部分6的其 它負載7。如圖2所示，一套完整的三相PWM調制控制方案，從直流的電壓浮動補償到衰減， 電機的加速和減速的平整度，開機前先向三路低端送出驅動脈沖，對欠5V及振蕩引起的故 障產生自我保護。采用16腳確定工作頻率，23腳確定定子電壓補償和28腳總線電壓取樣。如圖3所示，為IR2233S主要功能腳，(1)IR2233S浮動通道自舉運作工作電壓1200V(2)工作電壓 15V 士 1. 5V01腳 過流保護輸入；6腳 信號入強制關閉6路輸出；7腳 電源電壓15V;28腳 15V欠壓保護及故障保護輸出低電平；(2)對IR2233S線路的設計主要著重點是15V電源的穩定在15V+1。5V以內，El 選用高頻電解電容或在IR2233S的S7腳附近接一個IOUF左右的鉭電容。過流保護設計在 電阻Rl距離1腳越近越好，而且對地(COM)也越近越好，C2容量的大小對保護變頻器至關 重要，對過流和關斷時間需調試。(3)需對以下幾個重要配件的數值計算a)自舉電容計算C = IbXTI÷△vds = 2X10-6≈2UFIb指IC最大驅動電流(一般在0. 4mA左右)\T1指上臂最大導通仿沖寬度5mS\VDS指驅動電路損耗電壓=IV實際選擇IOUF (低阻高頻)電解電容(以5KHZ載頻為例，實際工頻0-60HZ).b)自舉電阻計算R = VdbXT2/CX AVds = (1 X 25)÷ (10X 1)≈ 2. 5 ΩVdb指15V自舉自壓波動范圍士 IVΤ2指上臂最小關斷脈沖寬度一般在25uSC自舉電容容量IOUFΔ VDS指驅動電路損耗電壓c)自舉二極管后向恢復在IOOnS以內[0057]額定電流選用2A如圖4所示，對交-直-交的電壓變換，本實用新型采用IGBT單管作功率開關。1、IGBT 參數額定工作電壓1200V額定工作電流100度15AIGBT 工作電壓 Vge15VIGBT(放大到飽和)開時間Td(on) 15nsIGBT (飽和到停止)關時間Tr (off) 160nSIGBT柵極串接電阻Rg10 Ω2、旁路電阻計算(過電流測試)R = Vsc + SC = 0. 67V+15A ^ 0. 44 歐=44 毫歐R為旁路取樣電阻，Vsc為控制IR2233動作的開關值，SC為流過ICGT電流的1. 7倍。本實用新型適用于電機的變頻調速。
權利要求一種感性變頻調速器，包括感性變頻調速器的電源整流供給(1)、功率轉換(2)、驅動電路(3)、正弦波發生(4)、數顯控制(5)和輔助控制部分(6)所組成，其特征在于AC380V輸入經壓敏電阻高頻濾波和短路過電壓，一路至交流220V變壓器，提供系統工作電流，另一路直接進入三相橋整流，完成整流的初級階段，之后要經過濾波，在電容器內要存儲高電壓大容量的電流給下一級直 交的轉換，直接進入電容時會產生很強的電流沖擊，是變頻器額定電流的幾十倍，初級充電階段就當用串聯電阻或PTC來完成抑制過電流，J1吸合后電流開始流過限流電阻進入電容階段，充電完成，充電完成后，J2吸合主電流從K2觸點流過進入電容，系統開始工作，利用數顯控制(5)控制電機(8)和輔助控制部分(6)的其它負載(7)。
2.根據權利要求1所述的感性變頻調速器，其特征在于所述的驅動電路為IR2233驅 動電路，浮動通道自舉運作工作電壓1200V，蕊片工作電壓15V，IR2233驅動電路的主要功 能腳，1腳為過流保護輸入；6腳為信號入強制關閉6路輸出；7腳為電源電壓15V ；28腳為 15V欠壓保護及故障保護輸出低電平。
3.根據權利要求1所述的感性變頻調速器，其特征在于所述的正弦波發生電路是采用 三相PWM調制控制，從直流的電壓浮動補償到衰減，電機的加速和減速的平整度，開機前先 向三路低端送出驅動脈沖，欠5V及振蕩引起故障的自我保護，采用IR2233驅動電路的16 腳確定工作頻率，23腳確定定子電壓補償和28腳總線電壓取樣。
專利摘要本實用新型公開了一種感性變頻調速器，包括感性變頻調速器的電源整流供給、功率轉換、驅動電路、正弦波發生、顯示和輔助6部分所組成，AC380V輸入經壓敏電阻高頻濾波和短路過電壓，一路到交流220V變壓器，另一路直接進入三相橋整流，在電容器內要存儲高電壓大容量的電流給下一級直-交的轉換，初級充電階段采用串聯電阻或PTC來完全成抑壓過電流。驅動電路采用IR2233S線路，用三相PWM調制控制方案，從直流的電壓浮動補償到衰減，電機的加速和減速的平整度，欠5V及振蕩引起故障的自我保護。采用16腳確定工作頻率，23腳確定定子電壓補償和28腳總線電壓取樣。對交-直-交的電壓變換，本實用新型采用IGBT開關，數顯控制。本實用新型適用于電機的變頻調速。
文檔編號H02M5/46GK201682456SQ200920351558
公開日2010年12月22日 申請日期2009年12月26日 優先權日2009年12月26日
發明者蔣華鋒 申請人:蔣華鋒