一种无感矢量变频器的制作方法

文档序号:7491727
专利名称:一种无感矢量变频器的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种变频装置,特别是涉及一种无感矢量变频器。
背景技术
随着现代电力电子技术及计算机控制技术的迅速发展,促进了电气传动的技术革命。交流调速取代直流调速,计算机数字控制取代模拟控制已成为发展趋势。交流电动机变频调速是当今节约电能,改善生产工艺流程,提高产品质量,以及改善运行环境的一种主要手段。变频调速以其高效率,高功率因数,以及优异的调速和启制动性能等诸多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。现有技术的变频器功能单一,导致适用范围也非常局限,噪音大,运行不稳定,效率差,对功能的保护措施不完善,发生短路、过流、过载、过压故障时,系统不能即时保护,始终无法最大限度的满足多种的需求。

实用新型内容本实用新型主要解决的技术问题是提供一种无感矢量变频器,能够低速额定转矩输出,超静音稳定运行,完善保护及报警功能,多种参数在线监视及在线调整,能最大限度的满足多种需求。为解决上述技术问题,本实用新型采用的一个技术方案是提供一种无感矢量变频器,包括动力装置、电源、变频器本体,所述变频器本体包括一主电路板,所述主电路板上设有主回路端子组、控制回路端子组,所述主回路端子组包括输入电源连接端、动力装置接线端,所述变频器本体通过所述动力装置接线端与所述动力装置连接,所述变频器本体通过所述输入电源连接端与所述电源连接,所述变频器本体与所述电源之间依次设有电磁接触器、无熔丝断路器;所述控制回路端子组包括多组信号输出/输入端,所述变频器本体上与所述信号输入/输出端连接设有基本参数群设定模块、保护、制动及速度追踪参数群设定模块、输入 /输出功能参数群设定模块、动力装置参数群设定模块、多段速参数群设定模块、通讯参数群设定模块、特殊参数群设定模块、控制方式设置参数群设定模块、PID功能参数群设定模块。在本实用新型一个较佳实施例中,所述动力装置与所述变频器本体之间设有输出侧噪声滤波器,所述变频器本体与所述电磁接触器之间依次设有输入侧噪声滤波器、交流电抗器。在本实用新型一个较佳实施例中,所述主回路端子组还包括制动单元连接端。在本实用新型一个较佳实施例中,所述变频器本体上设有LED本机键盘、LED远控键盘,所述LED远控键盘与所述LED本机键盘并联连接。 在本实用新型一个较佳实施例中,所述基本参数群设定模块包括主频率输入来源设定子模块、运转信号来源设定子模块、动力装置停车方式设定子模块、电压设定子模块、频率设定子模块、加速/减速时间设定子模块、S曲线加速/减速设定子模块、自动调节加减速设定子模块、脉冲宽度调制PWM载波频率选择子模块。在本实用新型一个较佳实施例中,所述保护、制动及速度追踪参数群设定模块包括失速防止功能设定子模块、电子热过载继电器功能设定子模块、过转矩检出设定子模块、 直流制动功能设定子模块、瞬时停电再运转选择设定子模块、速度追踪功能设定子模块。在本实用新型一个较佳实施例中,所述输入/输出功能参数群设定模块包括多功能输入端子功能选择子模块、模拟输出信号选择子模块、模拟输出增益设定子模块、多功能输出端子功能设定子模块、任意频率到达设定子模块、外部端子扫描时间设定子模块。在本实用新型一个较佳实施例中,所述多段速参数群设定模块包括多段速频率设定子模块、禁止反转设定子模块、简易PLC可程序运转功能选择子模块、多段运行时间设定子模块。在本实用新型一个较佳实施例中,所述特殊参数群设定模块包括自动省电运转子模块、计数功能设定子模块、自动稳压输出调节功能设定子模块、时间累计功能设定子模块、直流母线制动基准设定子模块。在本实用新型一个较佳实施例中,所述控制方式设置参数群设定模块包括控制模式选择子模块、矢量控制转差补偿滤波器设定子模块、零速控制功能选择子模块,所述控制模式选择子模块包括V/F控制模式、矢量控制模式。本实用新型的有益效果是本实用新型的无感矢量变频器输出电流谐波成分小, 静音、平稳运行,效率高;控制方式灵活、方便,适用于多种应用场合,保护功能完善,故障时系统时能即使保护,结构简单、紧凑,外形美观。

图1是本实用新型无感矢量变频器一较佳实施例的结构示意图;附图中各部件的标记如下1、动力装置,2、电源,3、变频器本体,4、电磁接触器,5、 无熔丝断路器,6、输出侧噪声滤波器,7、交流电抗器,8、输入侧噪声滤波器,9、制动单元。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述,以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1,本实用新型实施例包括一种无感矢量变频器,包括动力装置1、电源2、变频器本体3,所述变频器本体3 包括一主电路板,所述主电路板上设有主回路端子组、控制回路端子组,所述主回路端子组包括输入电源连接端、动力装置接线端,所述变频器本体3通过所述动力装置接线端与所述动力装置1连接,所述变频器本体3通过所述输入电源连接端与所述电源2连接,所述变频器本体3与所述电源2之间依次设有电磁接触器4、无熔丝断路器5。本实用新型的动力装置1可为电动机,所述电磁接触器4用于在变频器故障时切断主电源2并防止掉电及故障后的再起动,无熔丝断路器5用于快速切断变频器的故障电流并防止变频器及其线路故障导致电源2故障。所述动力装置1与所述变频器本体3之间设有输出侧噪声滤波器6,所述变频器本体3与所述电磁接触器4之间依次设有输入侧噪声滤波器8、交流电抗器7。输出侧噪声滤波器6和输入侧噪声滤波器8用于抑制变频器产生的电磁干扰噪声的传导,也可抑制外界无线电干扰以及瞬时冲击、浪涌对本机的干扰。交流电抗器7可抑制变频器输入电流的高次谐波,明显改善变频器的功率因数。建议在下列情况下使用交流电抗器7:变频器所用之处的电源2容量与变频器的容量之比为10 1以上;同一电源 2上接有可控硅负载或带有开关控制的功率因数补偿装置;三相电源的电压不平衡度较大 (> 3% )。所述主回路端子组还包括制动单元连接端。本实用新型的无感矢量变频器无内置回生制动功能,如需在制动力矩不能满足要求时选用,适用于大惯量负载及频繁制动或快速停车的场合,需要通过制动单元连接端外接制动单元9。本实用新型的无感矢量变频器还设有漏电保护器,由于变频器内部、电机内部及输入输出引线均存在对地静电电容,又因本实用新型的无感矢量变频器为低噪声型,所用的载波较高,因此变频器的对地漏电流较大,有时甚至会导致保护电路误动作,遇到上述问题时,除适当降低载波频率,缩短引线外,还应安装漏电保护器。安装使用漏电保护器时,应注意漏电保护器应设于变频器的输入侧,至于无熔丝断路器5之后较为合适;漏电保护器的动作电流应大于该线路在工频电源下不使用变频器时漏电流的10倍。所述变频器本体3上设有LED本机键盘、LED远控键盘,所述LED远控键盘与所述 LED本机键盘并联连接。所述LED本机键盘与所述LED远控键盘之间有自由转换功能,操作方便、灵活,双键盘互动切换控制,适用于多种不同场合。所述控制回路端子组包括多组信号输出/输入端,所述变频器本体3上与所述信号输入/输出端连接设有基本参数群设定模块、保护、制动及速度追踪参数群设定模块、输入/输出功能参数群设定模块、动力装置参数群设定模块、多段速参数群设定模块、通讯参数群设定模块、特殊参数群设定模块、控制方式设置参数群设定模块、PID功能参数群设定模块。所述基本参数群设定模块包括主频率输入来源设定子模块、运转信号来源设定子模块、动力装置停车方式设定子模块、电压设定子模块、频率设定子模块、加速/减速时间设定子模块、S曲线加速/减速设定子模块、自动调节加减速设定子模块、脉冲宽度调制PWM 载波频率选择子模块。主频率输入来源设定子模块中变频器主频率的来源可通过以下途径设定主频率输入由数字键盘控制;主频率输入由模拟信号控制;主频率输入由串行通信控制;主频率输入由数字键盘电位器控制。动力装置停车方式设定子模块包括以下停止方式以减速制动方式停止、以自由运转方式停止。自动调节加减速设定子模块包括以下几种设定选择直线加速、减速;自动加速, 直线减速;直线加速,自动减速;自动加速、减速。自动调节加减速可有效减轻负载启动、停止的机械震动;同时可自动的侦测负载的转矩大小,自动以最快的加速时间、最平滑的启动电流加速运转至所设定的频率。在减速时更可以自动判断负载的回升能量,在平滑的前提下自动以最快的减速时间平稳的将电机停止。使用自动调节加减速可避免繁复的调机程序。加速运转不失速、减速停止免用制动单元9 ;可有效提高运转效率及节省能源。S曲线加速/减速设定子模块用来设定变频器在启动开始加速时作无冲击性的缓启动。启动S曲线加速/减速,变频器会依据原加减速时间作不同速率的加减速曲线。脉冲宽度调制PWM载波频率选择子模块中PWM输出的载波频率对于电机的电磁噪音有绝对的影响。变频器的功耗及对环境的干扰也有影响;所以,如果周围环境的噪音已大过电机噪音,此时将载波频率调低对变频器有散热的好处;若载波频率高时,虽然得到安静的运转,相对的整体的配线,干扰的防治都均须考虑。所述保护、制动及速度追踪参数群设定模块包括失速防止功能设定子模块、电子热过载继电器功能设定子模块、过转矩检出设定子模块、直流制动功能设定子模块、瞬时停电再运转选择设定子模块、速度追踪功能设定子模块。失速防止功能设定子模块包括过电压失速防止功能设定、加速中过电流失速防止基准设定、运转中过电流失速防止基准设定。当变频器运行减速时,由于电机负载惯量的影响,电机会产生回升能量至变频器内部,使得直流侧电压升高到最大容许值。因此当启动过电压失速防止功能时,变频器侦测直流侧电压过高时,变频器会停止减速(输出频率保持不变),直到直流侧电压低于设定值时,变频器才会再运行减速。当变频器运行加速时,由于加速过快或电机负载过大,变频器输出电流会急速上升,超过加速中过电流失速防止电流基准的设定值,变频器会停止加速(输出频率保持固定),当电流低于该设定值时,变频器才继续加速。若变频器运转中,输出电流超过运转中过电流失速防止电流基准的设定值时,变频器会降低输出频率,避免电机失速。若输出电流低于设定值,则变频器才重新加速至设定频率。电子热过载继电器功能设定子模块是为预防自冷式电机在低转速运转时发生电机过热现象,使用者可设定电子热过载继电器,限制变频器可容许的输出功率。过转矩检出设定子模块包括过转矩检出功能选择、过转矩检出基准设定、过转矩检出时间设定,过转矩检出功能选择包括以下内容过转矩不检测;定速运转中过转矩侦测,过转矩检出后继续运转;定速运转中过转矩侦测,过转矩检出后停止运转;加速中过转矩侦测,过转矩检出后继续运转;加速中过转矩侦测,过转矩检出后停止运转。所述输入/输出功能参数群设定模块包括多功能输入端子功能选择子模块、模拟输出信号选择子模块、模拟输出增益设定子模块、多功能输出端子功能设定子模块、任意频率到达设定子模块、外部端子扫描时间设定子模块。多功能输入端子功能选择子模块包括正转/停止;反转/停止;运转/停止;反转
/正转。所述多段速参数群设定模块包括多段速频率设定子模块、禁止反转设定子模块、 简易PLC可程序运转功能选择子模块、多段运行时间设定子模块。所述特殊参数群设定模块包括自动省电运转子模块、计数功能设定子模块、自动稳压输出调节功能设定子模块、时间累计功能设定子模块、直流母线制动基准设定子模块。[0049]自动省电运转子模块的功能是在省能源运转功能开启时,在加减速中以全电压运转;定速运转中会由负载功率自动计算最佳的电压值供应给负载。此功能较不适用于负载变动频繁或运转中已接近满载额定运转的负载。自动稳压输出调节功能设定子模块设定内容有自动稳压输出功能开启、关闭自动稳压输出功能、停止时关闭自动稳压输出功能、减速时关闭自动稳压输出功能。电动机的额定不外乎AC220V/200V、60Hz/50Hz ;变频器的输入电压可自 AC180V-264V,50Hz/60Hz ;所以变频器若没有AVR自动稳压输出的功能时,若输入变频器电源2为A(^60V则输出到电机的电压也为A(^60V,电机在超过额定电压12% -20%的电源 2运转,造成电机的温升增加、绝缘能力遭破坏、转矩输出不稳定,长期下来电机寿命将加速缩短造成损失。变频器的自动稳压输出可在输入电源2超过电机额定电压时,自动将输出电源 2稳定在电机的额定电压。例如V/F曲线的设定为AC210V/50HZ,此时若输入电源2在 AC200464V时,输出至电动机的电压会自动稳定在AC210V/50HZ,绝不会超出所设定的电压。若输入的电源2在AC180-210V变动,输出至电动机的电压会正比于输入电源2。当电动机在减速制动停止时,将自动稳压的功能关闭会缩短减速的时间,再加上搭配自动加减速优异的功能,电动机的减速更加快速。所述控制方式设置参数群设定模块包括控制模式选择子模块、矢量控制转差补偿滤波器设定子模块、零速控制功能选择子模块,所述控制模式选择子模块包括V/F控制模式、矢量控制模式。本实用新型是适用于多种工况的高品质、低噪声、多功能无感矢量变频器。输出电流谐波成分小,平稳、静音运行,效率高。瞬时输出电压自动调整,即使输入电网存在较大的波动,输出电压也基本保持不变。数字键盘、模拟电位器、电压源、电流源等,控制方式灵活、 方便。电流限幅、过压失速、转速追踪平滑再启动等功能,适应各种应用场合。内置PID调节器,闭环控制系统结构简单。保护功能完善,变频器发生短路、过流、过载、过压故障时,系统均能即时保护。全系列模具化生产,外形美观,结构紧凑。以上所述仅为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种无感矢量变频器,其特征在于,包括动力装置、电源、变频器本体,所述变频器本体包括一主电路板,所述主电路板上设有主回路端子组、控制回路端子组,所述主回路端子组包括输入电源连接端、动力装置接线端,所述变频器本体通过所述动力装置接线端与所述动力装置连接,所述变频器本体通过所述输入电源连接端与所述电源连接,所述变频器本体与所述电源之间依次设有电磁接触器、无熔丝断路器;所述控制回路端子组包括多组信号输出/输入端,所述变频器本体上与所述信号输入 /输出端连接设有基本参数群设定模块、保护、制动及速度追踪参数群设定模块、输入/输出功能参数群设定模块、动力装置参数群设定模块、多段速参数群设定模块、通讯参数群设定模块、特殊参数群设定模块、控制方式设置参数群设定模块、PID功能参数群设定模块。
2.根据权利要求1所述的无感矢量变频器,其特征在于,所述动力装置与所述变频器本体之间设有输出侧噪声滤波器,所述变频器本体与所述电磁接触器之间依次设有输入侧噪声滤波器、交流电抗器。
3.根据权利要求1所述的无感矢量变频器,其特征在于,所述主回路端子组还包括制动单元连接端。
4.根据权利要求1所述的无感矢量变频器,其特征在于,所述变频器本体上设有LED本机键盘、LED远控键盘,所述LED远控键盘与所述LED本机键盘并联连接。
5.根据权利要求1所述的无感矢量变频器,其特征在于,所述基本参数群设定模块包括主频率输入来源设定子模块、运转信号来源设定子模块、动力装置停车方式设定子模块、 电压设定子模块、频率设定子模块、加速/减速时间设定子模块、S曲线加速/减速设定子模块、自动调节加减速设定子模块、脉冲宽度调制PWM载波频率选择子模块。
6.根据权利要求1所述的无感矢量变频器,其特征在于,所述保护、制动及速度追踪参数群设定模块包括失速防止功能设定子模块、电子热过载继电器功能设定子模块、过转矩检出设定子模块、直流制动功能设定子模块、瞬时停电再运转选择设定子模块、速度追踪功能设定子模块。
7.根据权利要求1所述的无感矢量变频器,其特征在于,所述输入/输出功能参数群设定模块包括多功能输入端子功能选择子模块、模拟输出信号选择子模块、模拟输出增益设定子模块、多功能输出端子功能设定子模块、任意频率到达设定子模块、外部端子扫描时间设定子模块。
8.根据权利要求1所述的无感矢量变频器,其特征在于,所述多段速参数群设定模块包括多段速频率设定子模块、禁止反转设定子模块、简易PLC可程序运转功能选择子模块、 多段运行时间设定子模块。
9.根据权利要求1所述的无感矢量变频器,其特征在于,所述特殊参数群设定模块包括自动省电运转子模块、计数功能设定子模块、自动稳压输出调节功能设定子模块、时间累计功能设定子模块、直流母线制动基准设定子模块。
10.根据权利要求1所述的无感矢量变频器,其特征在于,所述控制方式设置参数群设定模块包括控制模式选择子模块、矢量控制转差补偿滤波器设定子模块、零速控制功能选择子模块,所述控制模式选择子模块包括ν/F控制模式、矢量控制模式。
专利摘要本实用新型公开了一种无感矢量变频器,包括动力装置、电源、变频器本体,变频器本体包括一主电路板,主电路板上设有主回路端子组、控制回路端子组,主回路端子组包括输入电源连接端、动力装置接线端,变频器本体通过所述动力装置接线端与所述动力装置连接,变频器本体通过所述输入电源连接端与所述电源连接,变频器本体与所述电源之间依次设有电磁接触器、无熔丝断路器;所述控制回路端子组包括多组信号输出/输入端。通过上述方式,本实用新型输出电流谐波成分小,静音、平稳运行,效率高;控制方式灵活、方便,适用于多种应用场合,保护功能完善,故障时系统时能即使保护,结构简单、紧凑,外形美观。
文档编号H02P27/04GK202231664SQ201120354798
公开日2012年5月23日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者张亚坤 申请人:常州苏控自动化设备有限公司
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