專利名稱：一種變頻器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電學領域，特別是涉及一種變頻器。
背景技術：
隨著現代電力電子技術及計算機控制技術的迅速發展，促進了電氣傳動的技術革命。交流調速取代直流調速，計算機數字控制取代模擬控制已成為發展趨勢。交流電機變頻調速是當今節約電能，改善生產工藝流程，提高產品質量，以及改善運行環境的一種主要手段。變頻調速以其高效率，高功率因數，以及優異的調速和啟制動性能等諸多優點而被國內外公認為最有發展前途的調速方式。現有技術的變頻器依然存在適用范圍小，系統運行不穩定，保護功能不夠完善、及時，容易發生故障，操作不靈活等缺點。
實用新型內容本實用新型主要解決的技術問題是提供一種變頻器，能夠解決上述缺點，適應各種應用場合，系統運行平穩，保護功能完善及時，操作靈活方便，效率高。為解決上述技術問題，本實用新型采用的一個技術方案是提供一種變頻器，包括輸入單元、主電路單元、控制單元、功能單元、輸出單元，所述輸入單元與輸出單元之間并聯設有所述主電路單元、所述控制單元、功能單元連接，所述主電路單元為絕緣柵雙極型晶體管IGBT功率單元，所述控制單元包括開環控制單元、閉環控制單元，所述開環控制單元與所述閉環控制單元并聯連接，所述輸入單元與輸出單元之間設有加法器，與所述加法器串聯連接設有開關電路。在本實用新型一個較佳實施例中，所述功能單元包括電流限幅單元、自動穩壓單元、轉速追蹤單元、過壓失速單元、回升制動單元、監視單元、抑制高次諧波單元，所述功能單元包括的上述單元之間采用平鋪式連接。在本實用新型一個較佳實施例中，所述回升制動單元為在所述變頻器上連接設置回升制動電阻或制動單元。在本實用新型一個較佳實施例中，所述監視單元包括運行監視單元、故障及故障查詢監視單元，所述運行監視單元監視內容包括輸出頻率、輸入參考頻率、輸出電流、輸出電壓、過載率、直流母線電壓及程序運行時間；故障及故障查詢監視單元監視的內容包括當前故障時的輸出頻率、直流母線電壓、輸出電流、運行方向、運行狀態、限幅狀態、前一次故障代碼、前二次故障代碼、前三次故障代碼。在本實用新型一個較佳實施例中，所述變頻器的外殼上固定設有本機鍵盤、計算機網絡接口，所述變頻器通過線纜連接設有遠控鍵盤，所述本機鍵盤與所述遠控鍵盤之間設有自由轉換功能裝置。在本實用新型一個較佳實施例中，所述本機鍵盤和遠控鍵盤上設有中、英文液晶顯示裝置、鍵盤電位器、操作按鍵、指示燈裝置。[0011 ] 在本實用新型一個較佳實施例中，所述變頻器外殼上還設有壓鑄鋁散熱器。在本實用新型一個較佳實施例中，所述變頻器外殼為塑料模壓箱體。在本實用新型一個較佳實施例中，所述開關電路包括對高頻電流具有共柵極結構的場效應晶體管、共基極結構的雙極性晶體管。本實用新型的有益效果是本實用新型的一種變頻器結構簡單，輸出電流諧波成分小，運行平穩，效率高；采用IGBT功率單元，實現靜音運行；保護功能完善，變頻器發生短路、過流、過載、過壓故障時，系統均能及時保護，運行功率較大時，能夠使電源電壓下降， 降低功耗。
圖1是本實用新型一種變頻器一較佳實施例的結構示意圖；附圖中各部件的標記如下1、輸入單元，2、主電路單元，3、控制單元，4、功能單元， 5、輸出單元，6、開環控制單元，7、閉環控制單元，8、加法器，9、開關電路。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定。請參閱圖1，本實用新型實施例包括一種變頻器，包括輸入單元1、主電路單元2、控制單元3、功能單元4、輸出單元 5，所述輸入單元1與輸出單元5之間并聯設有所述主電路單元2、所述控制單元3、功能單元4連接。所述輸入單元與輸出單元之間設有加法器8，與所述加法器9串聯連接設有開關電路9。在運行功率較大時，能夠使電源電壓下降，降低功耗。加法器8，用于將輸入電流信號和預定的基準電流信號相加以輸出對應輸出電流信號與基準電流信號之和的電流信號；開關電路9，用于只通過幅度大于門限電流的那部分電流信號以輸出電流信號。所述開關電路9包括對高頻電流具有共柵極結構的場效應晶體管、共基極結構的雙極性晶體管。所述主電路單元2為絕緣柵雙極型晶體管IGBT功率單元。新一代的IGBT功率單元的最高載波頻率為16kHz，電動機基本無電磁噪聲，實現低噪音的環保設計。所述控制單元3包括開環控制單元6、閉環控制單元7，所述開環控制單元6與所述閉環控制單元7并聯連接。所述開環控制單元6為采用保證輸出電壓和頻率成正比的控制方式的開環控制單元6。輸入方式有數字鍵盤、計算機、模擬電位器、電壓源、電流源、程序運行、擺頻運行、 步進方式等，開環控制的控制方式靈活、方便。所述閉環控制單元7為采用比例積分微分PID的控制方式的閉環控制單元7，輸入方式有數字鍵盤、計算機、模擬電位器、電壓源、電流源及其相互組合，閉環控制方式使系統結構簡單。
4[0027]PID的控制方式可實現簡單的閉環控制，也就是將傳感器檢測的輸出物理量作為反饋，調節變頻器的輸出頻率(電動機轉速)，使某一物理量的輸出與指令目標一致的控制方式。PID控制方式對以下的控制反饋有效，包括壓力控制、流量控制、溫度控制。將壓力傳感器的檢測值作為反饋量，可控制壓力一定。將流量傳感器的檢測值作為反饋量，可控制流量一定。將溫度傳感器的檢測值作為反饋量，可控制溫度一定。所述功能單元4包括電流限幅單元、自動穩壓單元、轉速追蹤單元、過壓失速單元、回升制動單元、監視單元、抑制高次諧波單元，所述功能單元4包括的上述單元之間采用平鋪式連接。功能單元4使本實用新型的變頻器具有更加強大的功能，適用的領域更加廣泛，使系統運行起來更加平穩，安全，發生短路、過流、過載、過壓故障時，系統均能及時保護。電流限幅單元8是加減速過程中，若變頻器輸出電流超過其限幅值，輸出頻率保持不變；穩速時，輸出頻率下降。當變頻器輸出電流小于電流限幅值時，按正常的輸入指令運行。自動穩壓單元9是在輸入電壓變動的情況下，輸出電壓基本不變，保持V/F值(變頻器的輸出電壓和輸出頻率成正比關系)恒定。即使輸入電網存在較大的波動，輸出電壓也基本保持不變。轉速追蹤單元是變頻器在運行過程時，若發生瞬時停電，電源又立即恢復，此時， 變頻器將自動檢測電機轉速，使電機平滑無沖擊地重新運行至輸入設定頻率。過壓失速單元中變頻器的直流母線過電壓一般是由減速引起的。減速時，若直流母線電壓升高到670V，則變頻器暫停減速，保持輸出頻率不變，直至直流母線電壓降低到 640V以下，變頻器重新開始減速過程。回升制動單元是在所述變頻器上連接設置回升制動電阻或制動單元。電動機減速或帶勢能負載時，因能量回饋，變頻器直流母線電壓將會升高，此電壓稱為回升過電壓。為保持原減速過程，同時，不使變頻器出現過電壓保護，可投入回升制動電阻或制動單元以消耗這部分能量。所述監視單元包括運行監視單元、故障及故障查詢監視單元，所述運行監視單元監視內容包括輸出頻率、輸入參考頻率、輸出電流、輸出電壓、過載率、直流母線電壓及程序運行時間；故障及故障查詢監視單元監視的內容包括當前故障時的輸出頻率、直流母線電壓、輸出電流、運行方向、運行狀態、限幅狀態、前一次故障代碼、前二次故障代碼、前三次故障代碼。所述抑制高次諧波單元是將所述變頻器連接直流DC、交流AC電抗器實現抑制高次諧波。例如，55_75kW變頻器可連接DC電抗器；93_400kW變頻器已內接DC電抗器； 18. 5-400kff變頻器可連接AC電抗器。所述變頻器的外殼上固定設有本機鍵盤、計算機網絡接口，所述變頻器通過線纜連接設有遠控鍵盤，所述本機鍵盤與所述遠控鍵盤之間設有自由轉換功能裝置。操作方便， 雙鍵盤互動切換控制，本機、遠程操作自由選擇。計算機網絡接口提供標準通訊協議和計算機聯網控制操作軟件。能夠聯網操作， 功能更加廣泛，控制方式靈活、方便。[0039]所述本機鍵盤和遠控鍵盤上設有中、英文液晶顯示裝置、鍵盤電位器、操作按鍵、 指示燈裝置。中、英文顯示方式隨時設定，人機界面友好，方便快捷。所述變頻器外殼上還設有壓鑄鋁散熱器。及時給變頻器散熱，目的是使變頻器能夠保持良好的工作狀態，延長使用壽命。所述變頻器外殼為塑料模壓箱體。采用模具化生產，外形美觀，結構緊湊。本實用新型的一種變頻器結構簡單，輸出電流諧波成分小，運行平穩，效率高；采用IGBT功率單元，實現靜音運行；保護功能完善，變頻器發生短路、過流、過載、過壓故障時，系統均能及時保護，運行功率較大時，能夠使電源電壓下降，降低功耗。以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
權利要求1.一種變頻器，其特征在于，包括輸入單元、主電路單元、控制單元、功能單元、輸出單元，所述輸入單元與輸出單元之間并聯設有所述主電路單元、所述控制單元、功能單元連接，所述主電路單元為絕緣柵雙極型晶體管IGBT功率單元，所述控制單元包括開環控制單元、閉環控制單元，所述開環控制單元與所述閉環控制單元并聯連接，所述輸入單元與輸出單元之間設有加法器，與所述加法器串聯連接設有開關電路。
2.根據權利要求1所述的變頻器，其特征在于，所述功能單元包括電流限幅單元、自動穩壓單元、轉速追蹤單元、過壓失速單元、回升制動單元、監視單元、抑制高次諧波單元，所述功能單元包括的上述單元之間采用平鋪式連接。
3.根據權利要求2所述的變頻器，其特征在于，所述回升制動單元為在所述變頻器上連接設置回升制動電阻或制動單元。
4.根據權利要求2所述的變頻器，其特征在于，所述監視單元包括運行監視單元、故障及故障查詢監視單元，所述運行監視單元監視內容包括輸出頻率、輸入參考頻率、輸出電流、輸出電壓、過載率、直流母線電壓及程序運行時間；故障及故障查詢監視單元監視的內容包括當前故障時的輸出頻率、直流母線電壓、輸出電流、運行方向、運行狀態、限幅狀態、 前一次故障代碼、前二次故障代碼、前三次故障代碼。
5.根據權利要求1所述的變頻器，其特征在于，所述變頻器的外殼上固定設有本機鍵盤、計算機網絡接口，所述變頻器通過線纜連接設有遠控鍵盤，所述本機鍵盤與所述遠控鍵盤之間設有自由轉換功能裝置。
6.根據權利要求5所述的變頻器，其特征在于，所述本機鍵盤和遠控鍵盤上設有中、英文液晶顯示裝置、鍵盤電位器、操作按鍵、指示燈裝置。
7.根據權利要求5所述的變頻器，其特征在于，所述變頻器外殼上還設有壓鑄鋁散熱
8.根據權利要求5所述的變頻器，其特征在于，所述變頻器外殼為塑料模壓箱體。
9.根據權利要求1所述的變頻器，其特征在于，所述開關電路包括對高頻電流具有共柵極結構的場效應晶體管、共基極結構的雙極性晶體管。
專利摘要本實用新型公開了一種變頻器，包括輸入單元、主電路單元、控制單元、功能單元、輸出單元，所述輸入單元與輸出單元之間并聯設有所述主電路單元、所述控制單元、功能單元連接，所述主電路單元為絕緣柵雙極型晶體管IGBT功率單元，所述控制單元包括開環控制單元、閉環控制單元，所述開環控制單元與所述閉環控制單元并聯連接，所述輸入單元與輸出單元之間設有加法器，與所述加法器串聯連接設有開關電路。通過上述方式，本實用新型的采用IGBT功率單元，實現靜音運行；保護功能完善，變頻器發生短路、過流、過載、過壓故障時，系統均能及時保護，運行功率較大時，能夠使電源電壓下降，降低功耗。
文檔編號H02M1/12GK202260982SQ201120381908
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月10日 優先權日2011年10月10日
發明者張亞坤 申請人:常州蘇控自動化設備有限公司