专利名称：感性变频调速器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种感性变频调速器。
背景技术：
现在小功率AC(感性、150W以下)的电机降压调速产品已经相当成熟，对于150W 以上的感性负载的调速是不能以降低电压的方法来实现的，面对大功率复杂的调速，目前 市面上的产品很难做到，就是有也存在比较大的安全隐患。现在对于小功率的调速器，实力 强大的工厂不原意开发，个体工商户迫于各种负担，也难有实力和兴趣以及时间来开发。制 作一款实用、价格便宜的配制来制作高质量的变频调速器，产品要经过零配件选择、实验室 的高温、欠电压、过电压过滤、缺相、长时间应用于不同设备上的环境、气候、开关频率的试 验。当然，变频产品也是一个比较高的综合科技产品，要做好产品的同时也必需要有强大的 设备、实践经验和电子方面的基础。
发明内容本实用新型的目的在于针对上述感性变频调速器所存在的缺陷，提供一种实用性 和操作性好的感性变频调速器。为了达到上述目的，本实用新型主要是采用以下技术方案来实现的。本实用新型 主要是以交-直-交工作原理来实现变频变压的目的，其电路由以下流程所组成，电源整流 供给(交-直)_功率转换(直-交)_驱动电路-正弦波发生(PWM产生及控制)_显示、 辅助-功率输出。一、电源整流供给(交-直)AC380V输入经压敏电阻高频滤波，一路至交流220V变压器，另一路直接进入三相 桥整流，完成整流的初级阶段，之后要经过滤波，在电容器内要存储高电压大容量的电流给 下一级直-交的转换，直接进入电容时会产生很强的电流冲击，是变频器额定电流的几十 倍，初级充电阶段就当用串联电阻或PTC来完成抑制过电流。Jl吸合后电流开始流过限流 电阻进入电容阶段，充电完成。充电完成后，J2吸合主电流从K2触点流过进入电容，系统 开始工作。二、功率转换(直-交)输出对交-直-交的电压变换，选用6路IGBT开关，其参数为1、额定工作电压1200V2、额定工作电流100°C15A3、IGBT开关工作电压Vge15V4、IGBT (放大到饱和)开时间Td(on) 15nS5、IGBT (饱和到停止)关时间 Tr(off) 160nS6、IGBT栅极串接电阻Rg10 Ω三、驱动电路[0016]驱动部分选用IR公司的2233S，其主要功能脚为浮动通道自举运作工作电压1200V1脚 过滤保护输入6脚 信号入，强制关闭6路输出7脚 电源电压15V28脚 15V欠压保护及故障保护输出低电平对IR2233S线路的15V电源的稳定在15V士 1. 5V以内，El选用高频电解电容或在 IR2233S的S7脚附近接一个IOUF左右的钽电容。过流保护设计在电阻Rl距离1脚越近越 好，而且对地(COM)也越近越好。四、正弦波发生(PWM产生及控制)脚位的连接选择16脚确定工作频率，23脚确定定子电压补偿和28脚总线电压 取样。选择16脚串接电阻选择1K，得电压0.64V，开关频率5. 291KHZ。选择23脚串接电阻 选择0欧姆，得电压0V，无电子电压补偿。选择28脚总线电压取样3. 8V，标准值3. 5V。五、显示、辅助-功率输出。本实用新型与现有技术相比，具有以下明显的优点和创新。(1)设计合理，节能明 显。本实用新型可节能60%以上，一是具有灵活和实用性，采用一套完整的三相PWM调制控 制方案，从直流的电压浮动补偿到衰减，电机的加速和减速的平整度，开机前先向三路低端 送出驱动脉冲，对欠5V及振荡引起的故障产生自我保护，为完善产品质量起的至关重要的 作用，本实用新型只改变几个元件参数科可以广泛灵活应用到各种电机控制上，因MC3PHAC 是一块用硬件刻录加工完成的集成芯片，不会因为扣种信号脉冲的干扰而使内部程序的混 乱或消失。二是在自编程芯片上，减少了编程对产品的开发时间和前期投入较少，所以应用 更广泛，在低频带工作时不影响变频产品和电机的使用，电流及电机温度都在可接受的范 围内。(2)成本低。本实用新型采用16脚确定工作频率，23脚确定定子电压补偿和28脚 总线电压取样，这三个主要功能脚确定本变频产品的应用和对下一级的驱动电路会产生很 大的影响，一.选择16脚串接电阻1K，得电压0. 64V，开关频率5. 291KHZ，在工作开关频率 5. 291KHZ的环境下对散热器的设计要求也不高，也降低了成本，同时给提高载波频率提供 了基础数据。二.选择23脚串接电阻直接0欧姆，得电压0欧姆，无定子电压补偿，本实用新 型所采用的电压补偿主要是对运转频率从0HZ-20HZ时所要增加的定子电压，以增加起动 时的力距(扭距)在机电控制传动上一部分是带负载起动的电动升降机自动门等。三.选 择28脚总线电压取样3. 8V，标准什3. 5V，这脚的作用中稳定直流总线电压对MC3PHAC输出 波形作修正。(3)噪声低，使用寿命长。改变原机械产品节能采用变速箱，而现在不用变速 箱，原采用皮带轮调速，原在不用皮带轮子调速。(4)安装容易，维修简单。本实用新型变频调速适用于星型接法的AC电机。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的描述。
图1为本实用新型交-直_交工作原理电路图。图2为本实用新型PWM发生及控制电路图。图3为本实用新型驱动部分电路图。[0032]图4为本实用新型直交转换电路图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型主要是以交-直-工作原理来实现变频变压的目的，其电 路由以下流程所组成，电源整流供给(交-直)1_功率转换(直-交)2_驱动电路3-正弦 波发生(PWM产生及控制)4-数显控制5-辅助控制部分6，如图所示，AC380V输入经过压保 护压敏电阻高频滤波，一路到交流220V变压器，另一路直接进入三相桥整流，完成整流的 初级阶段，之后要经过滤波，在电容器内要存储高电压大容量的电流给下一级直-交的转 换，直接进入电容时会产生很强的电流冲击，是变频额定电流的几十倍，初级充电阶段采用 串联电阻或PTC来完全成抑压过电流，利用数显控制5控制电机8和辅助控制部分6的其 它负载7。如图2所示，一套完整的三相PWM调制控制方案，从直流的电压浮动补偿到衰减， 电机的加速和减速的平整度，开机前先向三路低端送出驱动脉冲，对欠5V及振荡引起的故 障产生自我保护。采用16脚确定工作频率，23脚确定定子电压补偿和28脚总线电压取样。如图3所示，为IR2233S主要功能脚，(1)IR2233S浮动通道自举运作工作电压1200V(2)工作电压 15V 士 1. 5V01脚 过流保护输入；6脚 信号入强制关闭6路输出；7脚 电源电压15V;28脚 15V欠压保护及故障保护输出低电平；(2)对IR2233S线路的设计主要着重点是15V电源的稳定在15V+1。5V以内，El 选用高频电解电容或在IR2233S的S7脚附近接一个IOUF左右的钽电容。过流保护设计在 电阻Rl距离1脚越近越好，而且对地(COM)也越近越好，C2容量的大小对保护变频器至关 重要，对过流和关断时间需调试。(3)需对以下几个重要配件的数值计算a)自举电容计算C = IbXTI÷△vds = 2X10-6≈2UFIb指IC最大驱动电流(一般在0. 4mA左右)\T1指上臂最大导通仿冲宽度5mS\VDS指驱动电路损耗电压=IV实际选择IOUF (低阻高频)电解电容(以5KHZ载频为例，实际工频0-60HZ).b)自举电阻计算R = VdbXT2/CX AVds = (1 X 25)÷ (10X 1)≈ 2. 5 ΩVdb指15V自举自压波动范围士 IVΤ2指上臂最小关断脉冲宽度一般在25uSC自举电容容量IOUFΔ VDS指驱动电路损耗电压c)自举二极管后向恢复在IOOnS以内[0057]额定电流选用2A如图4所示，对交-直-交的电压变换，本实用新型采用IGBT单管作功率开关。1、IGBT 参数额定工作电压1200V额定工作电流100度15AIGBT 工作电压 Vge15VIGBT(放大到饱和)开时间Td(on) 15nsIGBT (饱和到停止)关时间Tr (off) 160nSIGBT栅极串接电阻Rg10 Ω2、旁路电阻计算(过电流测试)R = Vsc + SC = 0. 67V+15A ^ 0. 44 欧=44 毫欧R为旁路取样电阻，Vsc为控制IR2233动作的开关值，SC为流过ICGT电流的1. 7倍。本实用新型适用于电机的变频调速。
权利要求一种感性变频调速器，包括感性变频调速器的电源整流供给(1)、功率转换(2)、驱动电路(3)、正弦波发生(4)、数显控制(5)和辅助控制部分(6)所组成，其特征在于AC380V输入经压敏电阻高频滤波和短路过电压，一路至交流220V变压器，提供系统工作电流，另一路直接进入三相桥整流，完成整流的初级阶段，之后要经过滤波，在电容器内要存储高电压大容量的电流给下一级直 交的转换，直接进入电容时会产生很强的电流冲击，是变频器额定电流的几十倍，初级充电阶段就当用串联电阻或PTC来完成抑制过电流，J1吸合后电流开始流过限流电阻进入电容阶段，充电完成，充电完成后，J2吸合主电流从K2触点流过进入电容，系统开始工作，利用数显控制(5)控制电机(8)和辅助控制部分(6)的其它负载(7)。
2.根据权利要求1所述的感性变频调速器，其特征在于所述的驱动电路为IR2233驱 动电路，浮动通道自举运作工作电压1200V，蕊片工作电压15V，IR2233驱动电路的主要功 能脚，1脚为过流保护输入；6脚为信号入强制关闭6路输出；7脚为电源电压15V ；28脚为 15V欠压保护及故障保护输出低电平。
3.根据权利要求1所述的感性变频调速器，其特征在于所述的正弦波发生电路是采用 三相PWM调制控制，从直流的电压浮动补偿到衰减，电机的加速和减速的平整度，开机前先 向三路低端送出驱动脉冲，欠5V及振荡引起故障的自我保护，采用IR2233驱动电路的16 脚确定工作频率，23脚确定定子电压补偿和28脚总线电压取样。
专利摘要本实用新型公开了一种感性变频调速器，包括感性变频调速器的电源整流供给、功率转换、驱动电路、正弦波发生、显示和辅助6部分所组成，AC380V输入经压敏电阻高频滤波和短路过电压，一路到交流220V变压器，另一路直接进入三相桥整流，在电容器内要存储高电压大容量的电流给下一级直-交的转换，初级充电阶段采用串联电阻或PTC来完全成抑压过电流。驱动电路采用IR2233S线路，用三相PWM调制控制方案，从直流的电压浮动补偿到衰减，电机的加速和减速的平整度，欠5V及振荡引起故障的自我保护。采用16脚确定工作频率，23脚确定定子电压补偿和28脚总线电压取样。对交-直-交的电压变换，本实用新型采用IGBT开关，数显控制。本实用新型适用于电机的变频调速。
文档编号H02M5/46GK201682456SQ200920351558
公开日2010年12月22日 申请日期2009年12月26日 优先权日2009年12月26日
发明者蒋华锋 申请人:蒋华锋