专利名称：变频器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种变频器，尤其是方波变频器。
技术背景目前公知，电压型变频器通常分为二类方波变频器和脉宽调制变频器。
发明内容
方波变频器与脉宽调制变频器，装置庞大，结构复杂，调制困难，不具备普及性。特别是方波变频器，通常需要两套可控功率级及其控制电路。本实用新型方波变频器，其结构简单，调制方便，使用可靠，很具有普及性。
本实用新型变频器解决其技术问题所采用的技术方案是三项方波信号源的形成。
如图二。用三只IC1555，组成三个相同的施密特触发器闭环回路，首尾相接。每个触发器的延时为t1d＝1.1R1aC1，延时t1d即C1上的电压升到(1/3)×VDD所需要的时间。IC1555复位后，C1上的电荷对前一级IC1输出端脚3进行灌电流放电，因而与C1的充电时间常数一样。因此每个触发电路的输出端每改变一次要经过三个单稳态触发电路传输，所需时间是3t1d.故每个IC1的输出周期T＝6t1d。对应的频率为f＝1/T＝1/6.6×R1aC1。从一个闭环周期来看，每个t1d对应60°的电角度，故闭合环路的三个输出电压各相隔120°电角度，组成一个三项信号源。相间重叠30°电角度。就每项信号源来说，每个t1d对应60°的电角度，故3t1d对应180°的电角度。一个周期T＝6t1d.对应360°电角度。一个周期T＝6t1d，对应VDD，t1d对应(1/6)×VDD，3t1d对应(1/2)×VDD，则每项输出电压为电源电压的1/2。其频率在C1不变的情况下，取决于R1a的大小。
频率的设定与调制。
脚3通过对电容C1的充电与电容C1对脚3的放电，在线路中有个往返电流，且电流的大小，决定着其频率的高低。在全桥QL中电流的流向为当IC1脚3为高电平时，脚3→A→C→D→B→R1a→电容C1，当IC1脚3为低电平时，电容C1→R1a→B→C→D→A→脚3。从C流向D的电流大小由光电耦合器GD1的发光二极管两端电压决定，其电压又由R1b、W1决定。
所以R1a可以调制确定频率范围或分段频率，即设定频率；W1可在其频率范围内调制频率。
频率的设定由f＝1/6.6R1aC1，C1＝0.1μ，所以66R1af＝105，其中R1a的单位是K。
电压的设定与调制在调压级电路中，变频级信号源作为电源，由555IC2、光电耦合器GD2与电阻R2a、R2b、R2c可调电位器W2、采用单向稳态触发电路，组成电压调制器。单向稳态触发器延时为t2d＝1.1R2aC2。
IC2555脚3为方波脉冲电平。当为高电平时，通过电阻R2a向电容C2充电，当电容C2上的电压升到1/3信号源电压时，IC2555复位。电容C2放电。到信号源下一个周期，脚3又是高电平，又向电容C2充电。就这样跟随方波信号源，周而复始的变化。IC2脚3输出电压在C2不变的情况下，取决于R2a，并跟随W2的变化按反比例变化，以改善增加电动机变速时的负载能力。
所以R2a可设定电压，W2可微调设定电压。
IC2脚3输出新的方波信号，其特点是原方波信号频率不变时，只改变占空比，即改变电压；在原方波信号频率变化时，脉宽不变，随频率的变化反比例改变占空。也就是说随频率的变化输出电压正比例的变化。此时调节W1、W2，在3只IC2555脚3，便输出三项同步变频调压的方波信号。
电压的设定由t1d＝1.1R1aC1，t2d＝1.1R2aC2，C1＝C2，所以t1dR2a＝t2dR1a，n1R2a＝n2R1a，V1R2a＝V2R1a。其中，n1为t1d对应的电角度，n2为t2d对应的电角度；V1为t1d对应的电压，V2为t2d对应的电压，V1＝(1/6)VDD.
驱动级驱动级由一只普通三极管与达林顿管组成。限流电阻R4c并联一只电容C4。电容C4的作用是强制大功率开关管GTR导通、截止。与逆变调速电动机配套，便可无级调速。
驱动级可以采用电压式放大，也可以采用电流式放大。
驱动级可以与装有GTR的逆变调速电动机配套，经改组，再加三套驱动级，用于换相辅助晶闸管，也可以与装有GTO的逆变调速电动机相配套。
三级驱动级再加三只大功率开关管，把三只大功率开关管集电极联在一起接直流电动机负极，直流电动机正极接电源正极。发射极联在一起接电源负极，直流电动机两端反接一只续流二极管。调节同轴电位器W1、W2，直流电动机便可无级调速。
本实用新型变频器，变频与调压同步进行，精确度高，元器件少，体积小，调试方便。若集成化，更理想，更具有普及性。
本实用新型变频器，只需三套驱动级，与变频调压级使用同一电源。与逆变调速电动机配套可无级调速；经改组，与直流电动机配套也可无级调速。
以下结合附图
和实施例对本实用新型变频器进一步说明。
图一，是本实用新型变频器的方框图。
图二，是本实用新型变频器的工作原理图。
3只IC1555、3只QL全桥、3只GD1光电耦合器与电阻R1a、R1b，可调电位器W1组成变频级，R1a是频率设定电阻，W1是频率调制电位器。
3只IC2555、3只GD2光电耦合器与电阻R2a、R2b、R2c，可调电位器W2组成调压级。R2a是电压设定电阻，W2是设定电压微调电位器。W1与W2是同轴电位器。
三极管BG1、BG2与电阻R3a、R3b、R4a、R4b、R4c、C4组成驱动级。
M是逆变调速电动机。(2002年1月29日已申报专利)具体实施方式
如图二，元器件与电源变压器安装在印刷线路板上。
变频级。C1＝0.1μ，R1a＝30K，R1b＝30K，W1＝10K。R1a为频率设定电阻。由公式66R1af＝105。(C＝0.1μ，R1a的单位是K)。例如，f＝50赫，R1a＝30K；f＝500赫，R1a＝3K。元器件安装完毕后，接通低压直流电源，VDD＝15V，IC1脚3电压7.5V。先调整W1到电压最大值，再调整R1b，使光电耦合器三极管刚刚进入饱和区。最后调整R1a，使核级频率为50赫。
调压级。C2＝0.1μ，R2a＝60K，R2b＝30K，R2c＝8-9K，W2＝1-2K。R2a为电压设定电阻。由公式，求出R2a与输出电压V2t1dR2a＝t2dR1a，n1R2a＝n2R1a，V1R2a＝V2R1a。V1＝(1/6)VDD。例如f＝50赫，R1a＝30K，设定n2＝120°电角度，VDD＝15V，则R2a＝60K，V2＝5V。
f＝500赫，R1a＝3K，设定n2＝72°，电角度，VDD＝15V，则R2a＝3.6K，V2＝3V。
把VDD换成高压直流电源，便可推算出电动机每项直流电压值。整体设计时，可先选定电机每项所需直流电压，再推算出对应电角度，从而算出所用R2a的电阻值。
元器件安装完毕后，接通低压直流电源，先调整W2，为最大电压值，再调整R2b，使光电耦合器三极管进入饱和区，其进入深浅，由设定电压需要微调的范围决定。最后调整R2a，使IC2脚3电压为5V，即电源电压的1/3，则R2a对应电角度为120°。调节电位W1、W2，则频率50赫-0赫，输出电压5V-0V。
驱动级。逆变调速电动机，主机Pn＝3KW，大功率开关管GTR，Uceo＝1000V，ICM＝20A，驱动未级BG2，达林顿管，加散热片，Uceo＝50V，ICM＝1A，β＝20，R4b＝100-500Ω，2W，R4c＝5-20Ω，50W，C4＝1-5μ；BG1，Uceo＝50V，ICM＝20mA，β＝50，R3b＝500-1K。调整R3a、R4a，基级偏置电流接近最小值，以回避直流成份。管子选择与调试的条件1、回避直流成份，2、输出电流足够推动下一级；3、管子正常工作不热。
元器件安装完毕，接通低压直流电源，联通逆变调速电动机，调节W1、W2，GTR基极X、Y、Z，电压变化范围0.5V-0V。最后接通高压直流电源，调整R2b、R2c使逆变调速电动机电流，在频率变化范围内，根据需要，逐渐变小、变大或基本不变。
权利要求1.一种变频器，有变频级、调压级、驱动级、顺序电连接，其特征是变频级，由三只集成块分别与三只全桥、三只光电耦合器和一只电位器顺序电连接；调压级，由三只集成块分别与三只光电耦合器和一只电位器顺序电连接。
2.根据权利要求1所述的变频器，其特征是变频级的输出信号源，作为调压级的电源电连接。
3.根据权利要求1所述的变频器，其特征是两只电位器组成同轴电位器。
专利摘要一种变频器，与专用逆变调速电动机配套，可控制电动机无级调速。变频级用3只集成块，频率设定用3只电阻，电连接，产生三项方波脉冲可变频信号源；调压级用3只集成块，电压设定用3只电阻，电连接，产生三项方波脉冲可调压信号源。两信号源统一控制便产生三项方波脉冲同步变频调压信号源。通过3套驱动级放大，供给逆变调速电动机，便可无级调速。此变频器，成本低、体积小、无谐波。
文档编号H02M7/42GK2531574SQ0220685
公开日2003年1月15日 申请日期2002年2月4日 优先权日2002年2月4日
发明者杨恩华 申请人:杨恩华