專利名稱：Svpwm提升機專用變頻器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一 SVPWM提升機專用變頻器。
背景技術：
提升機是通過改變勢能進行運輸的大型機械設備，如礦井提升機、過壩提升機等。提升機通過使用變頻器達到調節提升速度的目的，目前在提升機行業中，普遍使用基于SPWM正弦波脈寬調制技術的通用型變頻器，其存在如下缺陷需要用戶設置或了解的PI控制參數過多，性價比較低，針對提升行業的安全及節能等特殊需求考慮較少，穩定性方面考慮不是很完善。
實用新型內容本實用新型針對上述問題，提出了一 SVPWM提升機專用變頻器。本實用新型采用·的技術手段如下該變頻器包括串聯在電網接入端與提升機三相異步電機之間線路上的IPM控制器；鍵盤；檢測提升機三相異步電機轉子速度的編碼器；連接鍵盤和提升機三相異步電機的編碼器，向IPM控制器輸出SVPWM信號并根據用戶通過鍵盤輸入的轉速與編碼器檢測到的速度計算輸出的SVPWM信號的占空比的控制器；連接在控制器和IPM控制器之間的隔離器；連接控制器，檢測IPM控制器或線路故障的故障檢測模塊；連接控制器，采樣提升機三相異步電機三相供電線路實際電流值的采樣器。本實用新型的變頻器僅需設置速度參數，而無需輸入大量的PI控制參數，方便用戶使用，提高安全性，且價格低廉，具有低速、大扭矩的特點，可增加其可靠性，減少使用時產生的故障及事故，便于大范圍的推廣。由于SVPWM技術是以控制電壓空間矢量使磁鏈軌跡逼近圓形為目標，加速時也力求使磁鏈“渦”型漸變，所以轉矩十分平穩，即當其低速時，可以實現大扭矩的功能，SVPWM信號相對于SPWM信號的電壓利用率高15%，而且SVPWM更加靈活，因此基于SVPWM信號的變頻器在提升領域具有較好的市場推廣前景。
圖I為本實用新型變頻器的結構圖；圖2為本實用新型所述控制器計算輸出的SVPWM信號的占空比的流程圖。
具體實施方式
如圖I所示，該變頻器包括串聯在電網接入端與提升機三相異步電機之間線路上的IPM控制器；鍵盤；檢測提升機三相異步電機轉子速度的編碼器；連接鍵盤和提升機三相異步電機的編碼器，向IPM控制器輸出SVPWM信號并根據用戶通過鍵盤輸入的轉速與編碼器檢測到的速度計算輸出的SVPWM信號的占空比的控制器；連接在控制器和IPM控制器之間的隔離器；連接控制器，檢測IPM控制器或線路故障的故障檢測模塊；連接控制器，采樣提升機三相異步電機三相供電線路實際電流值的采樣器。控制 器優選是型號為TMS320LF2812的微控制器。微控制器TMS320F2812內部的EVA模塊可以產生帶有死區的SVPWM信后，利用該SVPWM信號驅動IPM控制器。SVPWM信號的原理是將逆變器和電機看成一個整體，用八個基本電壓矢量合成期望的電壓矢量，建立逆變器功率器件的開關狀態，并依據電機磁鏈和電壓的關系，從而實現對電機恒磁通變壓變頻調速。若忽略電機定子電阻壓降，當定子繞組施加理想的正弦電壓時，由于電壓空間矢量為等幅的旋轉矢量，故氣隙磁通以恒定的角速度旋轉，軌跡為圓形，利用該圓形軌跡驅動電機運轉。SVPWM信號以控制電壓空間矢量使磁鏈軌跡逼近圓形為目標，加速時也力求使磁鏈“渦”型漸變，所以轉矩十分平穩，即當其低速時，可以實現大扭矩的功能，而且設計的變頻器設置參數只有一個，而傳統的變頻器需要設置上百個參數，使用人員稍有不慎，就會造成設備損壞，甚至人員傷亡。而本實用新型采用自識別及自適應法，只需設置一個參數，有效減少因使用人員設置不當造成的弊端；同時SVPWM信號比SPWM信號的電壓利用率高15%，而且SVPWM更加靈活，因此SVPWM變頻器在提升領域具有較好的市場推廣前景。上述變頻器中，控制器由角度產生、扇區計算、相鄰矢量、寄存器匹配等模塊組成，其內部程序在每次中斷時計算一次角度變化量對應的頻率，該角度變化量的變化會使得磁鏈軌跡接近圓形或漸變渦形，本變頻器采用倍頻技術使計算相鄰向量需要的時間小于10微秒，同時采用查表與實時計算結合的方法，在保證精度的前提下實現快速求解；其內部程序還根據實際電流值校正輸出幅度，由于設置參數只有轉速，因此幅度計算主要依靠實際電流值校正，為防止過磁飽和，采用快速在線識別算法。控制器計算輸出的SVPWM信號的占空比的具體流程如圖2所示。可以看出，該變頻器利用正弦定理推導扇區計算公式，由于每個扇區占用60度,所以正弦表只需0-60度,而不用傳統的0-180度,在同樣內存空間的情況下，可有效提高精度；同時，零矢量均勻被分配成4部分，中間兩部分是111，兩側為000,有效減少了諧波分量。
權利要求1.一種SVPWM提升機專用變頻器，其特征在于包括 串聯在電網接入端與提升機三相異步電機之間線路上的IPM控制器； 鍵盤； 檢測提升機三相異步電機轉子速度的編碼器； 連接鍵盤和提升機三相異步電機的編碼器，向IPM控制器輸出SVPWM信號并根據用戶通過鍵盤輸入的轉速與編碼器檢測到的速度計算輸出的SVPWM信號的占空比的控制器； 連接在控制器和IPM控制器之間的隔離器； 連接控制器，檢測IPM控制器或線路故障的故障檢測模塊； 連接控制器，采樣提升機三相異步電機三相供電線路實際電流值的采樣器。
2.根據權利要求I所述的變頻器，其特征在于控制器是型號為TMS320LF2812的微控制器。
專利摘要本實用新型公開了一種SVPWM提升機專用變頻器，其特征在于包括IPM控制器；鍵盤；編碼器；連接鍵盤和提升機三相異步電機的編碼器，向IPM控制器輸出SVPWM信號并根據用戶輸入的轉速與編碼器檢測的速度計算SVPWM信號的占空比的控制器；連接在控制器和IPM控制器之間的隔離器；連接控制器，采樣提升機三相異步電機三相供電線路實際電流值的采樣器。本實用新型的變頻器僅需設置速度參數，而無需輸入大量的PI控制參數，方便用戶使用，提高安全性，SVPWM信號相對于SPWM信號的電壓利用率高15％，而且SVPWM更加靈活，因此基于SVPWM信號的變頻器在提升領域具有較好的市場推廣前景。
文檔編號H02P27/12GK202679310SQ201220153988
公開日2013年1月16日 申請日期2012年4月12日 優先權日2012年4月12日
發明者李紹民 申請人:大連民族學院