专利名称：一种永磁同步电动机的变频控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种变频控制电路，尤其是一种永磁同步电动机的变频控制电 路。
背景技术：
随着国家对节能要求的提高，永磁同步电动机在家电行业的应用逐渐展开，永磁 同步电动机的变频调速技术也逐渐得到应用。目前，永磁同步电动机的变频调速使用的核心功率器件一般为小型智能功率模 块。由于使用中可能出现输出短路、桥臂直通等现象，导致功率模块因瞬间通过极大电流而 过热损坏。为防止这一现象，功率模块本身要求使用时配置N侧母线电阻，并将电阻电压经 RC滤波反馈回功率模块，功率模块通过检测反馈电压的大小，判断是否出现瞬时过流，一旦 出现瞬时过流，功率模块内部驱动保护电路将立即切断输出，保护功率模块不受损坏。目前，在永磁同步电动机的变频调速中，图1是现有技术的功能框图，一般都是上 述使用方法。但上述技术存在的一个重大缺陷是，由永磁同步电动机的转子是一个永磁体，当 定子绕组电流超过一定值时，转子将被去磁。永磁同步电动机的去磁电流一般比功率模块 的瞬时过流保护阈值要小，也就是说，在功率模块瞬时过流保护动作之前，由于电流超过去 磁电流，可能已经导致永磁同步电动机转子去磁。在永磁同步电动机的使用中，往往是以转速为控制目标量，忽略了对电动机电流 大小的控制，应电流过大，导致电动机去磁损坏的情况时有发生。因此，需要一种新的永磁同步电动机的变频控制电路以更好的解决现有永磁同步 电动机的去磁损坏问题。
发明内容有鉴于此，本实用新型致力于更好的解决现有永磁同步电动机的去磁损坏问题， 提出了一种永磁同步电动机的变频控制电路。本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是一种永磁同步电动机的变频控制电路包括对永磁同步电动机进行变频的变频器 和对变频器进行控制的单片机，还包括取样电路、运算放大电路、限压电路和输入滤波电 路；其中，所述取样电路对永磁同步电动机一端和电源一极之间串联一个取样电阻 Rs，从而得到取样电阻两端的取样电压；所述运算放大电路对取样电压进行放大并调整到参考电压以适合单片机使用的 输出电压；所述限压电路对输出电压进一步调整到单片机使用的保护范围之内；所述输入滤波电路对限压电路进行限压处理之后的输出电压进行高频滤波，然后输送到单片机的模拟输入口。上述运算放大电路包括第一运算放大器IC1、三个电阻R3、R4和R6以及参考电压 电路；其中，电阻R3和R4分别从取样电阻Rs两端连接到第一运算放大器ICl的正负接点； 电阻R6两端分别连接第一运算放大器ICl的负接点和输出端；参考电压电路的输出端连接 至第一运算放大器ICl的正接点。上述参考电压电路包括第二运算放大器IC2、三个电阻R1、R2和R5以及电容器 Cl ；电阻Rl和R2串联后连接在电源电压Vcc和电源电压地GND之间；电容器Cl与电阻R2 并联；第二运算放大器IC2的正接点连接至电阻Rl和R2之间，负接点连接至其输出端；第 二运算放大器IC2的输出端串联电阻R5后连接到第一运算放大器ICl的正接点。本实用新型的有益效果是本实用新型结构简单，在不牺牲变频控制电路的功能前提下，有效实现永磁同步 电动机的去磁保护；同时降低了单片机成本，从而降低变频控制电路的成本。
下面将参照附图对本实用新型的具体实施方案进行更详细的说明，其中 图1是现有技术变频控制电路结构图；以及图2是本实用新型的变频控制电路结构图。
具体实施方式
为了解决现有永磁同步电动机的去磁损坏问题，本实用新型提供了一种永磁同步 电动机的变频控制电路。接下来具体说明该变频控制电路。图2示出本实用新型的变频控制电路结构图。如图2所示，该变频控制电路包括 取样电路、运算放大电路、限压电路和输入滤波电路以及对永磁同步电动机进行变频的变 频器、对变频器进行控制的单片机。其中，所述取样电路对永磁同步电动机一端和电源一极之间串联一个取样电阻 Rs，从而得到取样电阻两端的取样电压。所述运算放大电路对取样电压进行放大并调整到参考电压以适合单片机使用的 输出电压。所述限压电路对输出电压进一步调整到单片机使用的保护范围之内。所述输入滤波电路对限压电路进行限压处理之后的输出电压进行高频滤波，然后 输送到单片机的模拟输入口。上述运算放大电路包括第一运算放大器IC1、三个电阻R3、R4和R6以及参考电压 电路；其中，电阻R3和R4分别从取样电阻Rs两端连接到第一运算放大器ICl的正负接点， 电阻R6两端分别连接第一运算放大器ICl的负接点和输出端，参考电压电路的输出端连接 至第一运算放大器ICl的正接点。上述参考电压电路包括第二运算放大器IC2、三个电阻R1、R2和R5以及电容器 Cl。电阻Rl和R2串联后连接在电源电压Vcc和电源电压地GND之间，电容器Cl与电阻R2 并联，第二运算放大器IC2的正接点连接至电阻Rl和R2之间，负接点连接至其输出端，第 二运算放大器IC2的输出端串联电阻R5后连接到第一运算放大器ICl的正接点。综上所述，运算放大电路的作用在于将取样电压VS放大，同时将取样电压的基准零点调整的需要的参考电压点，使之变成适合单片机使用的电压信号输出。两个电阻R3和R4将电源电压Vcc等分，得到参 考电压Vref，通过电容Cl过滤掉高频干扰信号，经运算放大器ICl作电压跟随输出。取样 电压VS经运算放大器IC2进行差分放大，放大倍率由电阻R3和电阻R5的比值R3/R5决定， 同时将基准电压变换到参考电压Vref，变成适合单片机使用的电压信号Vo输出。上述限压电路包括开关二极管Dl和D2。其中，开关二极管Dl —端连接至电源电 压Vcc，一端连接至第一运算放大器ICl的输出端；开关二极管Dl —端连接至第一运算放 大器ICl的输出端，一端连接至电源电压地GND。限压电路的作用在于将电压信号Vo限值在单片机输入端允许的的最大最小限值范围之内，保护单片 机不受损坏。上述输入滤波电路包括电阻R7、电容C2 ；其中，电阻R7 —端连接第一运算放大器 ICl的输出端，一端连接单片机的模拟输入口 ；电容C2—端连接单片机的模拟输入口，一端 连接电源电压地GND。输入滤波电路的作用在于将上述电压信号Vo进行高频滤波，去除叠加在电压信号上的高频扰动成分。由于 输出脉冲电流在功率模块开关时会有高频扰动，因此取样电压Vs也存在高频扰动，经运算 放大电路后，输出电压VO中依然存在高频扰动成分，去除掉这些高频扰动，有利于单片机 的准确计算。上述单片机通过检测模拟输入口的电压，通过计算得到电动机电流。当电动机电 流超过预先设定的阈值的累计时间就调整输出转速，以降低电流保护永磁同步电动机。以上对本实用新型的具体描述旨在说明具体实施方案的实现方式，不能理解为是 对本实用新型的限制。本领域普通技术人员在本实用新型的教导下，可以在详述的实施方 案的基础上做出各种变体，这些变体均应包含在本实用新型的构思之内。本实用新型所要 求保护的范围仅由所述的权利要求书进行限制。
权利要求一种永磁同步电动机的变频控制电路，包括对永磁同步电动机进行变频的变频器和对变频器进行控制的单片机，其特征在于还包括取样电路、运算放大电路、限压电路和输入滤波电路；其中，所述取样电路对永磁同步电动机一端和电源一极之间串联一个取样电阻Rs，从而得到取样电阻两端的取样电压；所述运算放大电路对取样电压进行放大并调整到参考电压以适合单片机使用的输出电压；所述限压电路对输出电压进一步调整到单片机使用的保护范围之内；所述输入滤波电路对限压电路进行限压处理之后的输出电压进行高频滤波，然后输送到单片机的模拟输入口。
2.如权利要求1所述的变频控制电路，其特征在于，所述运算放大电路包括第一运算 放大器IC1、三个电阻R3、R4和R6以及参考电压电路；其中，电阻R3和R4分别从取样电阻Rs两端连接到第一运算放大器ICl的正负接点； 电阻R6两端分别连接第一运算放大器ICl的负接点和输出端； 参考电压电路的输出端连接至第一运算放大器ICl的正接点。
3.如权利要求2所述的变频控制电路，其特征在于，所述参考电压电路包括第二运算 放大器IC2、三个电阻R1、R2和R5以及电容器Cl ；电阻Rl和R2串联后连接在电源电压Vcc和电源电压地GND之间； 电容器Cl与电阻R2并联；第二运算放大器IC2的正接点连接至电阻Rl和R2之间，负接点连接至其输出端； 第二运算放大器IC2的输出端串联电阻R5后连接到第一运算放大器ICl的正接点。
4.如权利要求2或3所述的变频控制电路，其特征在于，所述限压电路包括开关二极管 Dl 禾口 D2 ；其中，开关二极管Dl—端连接至电源电压Vcc，一端连接至第一运算放大器ICl的输 出端；开关二极管Dl—端连接至第一运算放大器ICl的输出端，一端连接至电源电压地GND。
5.如权利要求4所述的变频控制电路，其特征在于，所述输入滤波电路包括电阻R7、电 容C2 ；其中，电阻R7 —端连接第一运算放大器ICl的输出端，一端连接单片机的模拟输入Π ；电容C2 —端连接单片机的模拟输入口，一端连接电源电压地GND。
专利摘要本实用新型披露了一种永磁同步电动机的变频控制电路。该变频控制电路包括对直流无刷电动机进行变频的变频器和对变频器进行控制的单片机；还包括取样电路、运算放大电路、限压电路和输入滤波电路。本实用新型结构简单，在不牺牲变频控制电路的功能前提下，有效实现永磁同步电动机的去磁保护；同时降低了单片机成本，从而降低变频控制电路的成本。
文档编号H02P27/06GK201656912SQ20092035240
公开日2010年11月24日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者李光明 申请人:青岛斑科变频技术有限公司