专利名称：整流及能量回馈装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种。特别是涉及一种将三相交流电转换为电压固定的直流电的整流及能量回馈装置。
背景技术：
传统整流及能量回馈装置是通过检测电压、电流和转速实现闭环控制，这种闭环控制方式造成了电路和附加电气结构复杂、成本高等问题。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种用于提供直流电压，把三相交流电转换为电压固定的直流电，且逆变把多余的能量回馈电网中去的整流及能量回馈装置。本实用新型所采用的技术方案是一种整流及能量回馈装置，包括有用于提供直流电压的电源电路，还设置有主控制电路，分别与主控制电路相连的交流电进线出线缺相检测单元、整流回馈电流环检测单元、电枢电压检测与速度反馈单元、交流电压同步信号检测单元、晶闸管触发脉冲产生电路、外部速度给定单元和人机界面电路，其中，所述的电源电路和交流电进线出线缺相检测单元还分别连接三相电源，所述的整流回馈电流环检测部分还分别连接第一电流互感器和第二电流互感器，所述的晶闸管触发脉冲产生电路还连接整流回馈单元，电枢电压检测与速度反馈单元还连接输出端。所述的主控制电路包括有单片机U8相互连接的单片机U9，分别与单片机U8相连的单片机U7和晶振电路，还设置有向单片机U8提供直流电源的直流电源电路。所述的交流电进线出线缺相检测单元包括有与三相电源相连的接口 J2，所述接口J2的6脚依次通过电阻R18和电阻R20连接由四个二极管D6、D7、DIO、Dll组成的第一整流桥的一端，接口 J2的2脚通过电阻RlO连接第一整流桥的另一端，接口 J2的4脚依次通过电阻R19和电阻R21连接由四个二极管D8、D9、D12、D13组成的第二整流桥的一端，接口J2的2脚还通过电阻Rll连接第二整流桥的另一端，所述第一整流桥的另外两个端分别连接电阻R14的两端以及第一光电耦合器U12的两个输入端，所述第一光电耦合器U12的输出端分别连接电阻R12、电容C23、与非门UlOA的I脚以及测试点，所述第二整流桥的另外两个端分别连接电阻R15的两端以及第二光电耦合器U13的两个输入端，所述第二光电耦合器U13的输出端连接电阻R13、电容C24和与非门UlOA的2脚，所述测试点、电容C23和电容C24的另一端接地，电阻R12和电阻R13的另一端接电源VCC，与非门UlOA的3脚连接与门UllA的2脚，与门UllA的I脚连接主控制电路中的单片机U9的65脚，与门UllA的3脚连接运放U14A的5脚，运放U14A的4脚分别通过电阻R16接15V电源，以及通过电阻R17接地，运放U14A的输出2脚接主控制电路中的单片机U9的2脚。所述的整流回馈电流环检测单元(4)包括由二极管014、015、017、018、020、021组成的第三整流桥和二极管D16、D25、D19、D26、D22、D27组成的第四整流桥，所述的第三整流桥和第四整流桥的输入端分别通过接口 J3和接口 J4连接电流互感器，第三整流桥的输出分别连接二极管D23、电阻R34、电阻R37和电阻R42的一端，二极管D23的另一端与稳压二极管D28的一端相连，该连接端通过电阻R35连接+ 15V，稳压二极管D28、电阻R34和电阻R37的另一端接地，电阻R42的另一端接单片机U17的25脚，以及通过电容C25接地，第四整流桥的输出分别连接二极管D24、电阻R39、电阻R41和电阻R44的一端，二极管D24的另一端与稳压二极管D29的一端相连，该连接端通过电阻R36连接+ 15V，稳压二极管D29、电阻R39和电阻R41的另一端接地，电阻R44的另一端接单片机U17的26脚，以及通过电容C27接地，所述单片机U17的2脚接下载端口 J5，17脚连接运放U15C的10脚，运放U15C的输出8脚通过电阻R22连接运放U16的3脚，运放U16的输出6脚通过电阻R25连接运放U15A的2脚，该6脚还连接开关U18A的2脚，开关U18A的I脚连接主控制电路(2)中单片机U8的11脚，运放U15A的输出I脚通过电阻R27连接运放U15B的6脚，运放U15B的脚通过电阻R33连接主控制电路(2)中单片机U8的6脚。所述的电枢电压检测与速度反馈单元包括有用于连接整流及能量回馈装置电压输出的接口 J6，所述接口 J6的I脚依次通过电阻R55、R57、R59、R61和电阻R64连接运放U19B的6脚，所述接口 J6的3脚依次通过电阻R56、R58、R60、R62的电阻R65连接运放U19B·的5脚，运放U19B的输出7脚通过电阻R67连接运放U20A的2脚，运放U20A的3脚接地，输出I脚构成速度反馈分别连接电容C41、电阻R78和电阻R75，电容C41另一端接地，电阻R75的另一端依次通过电位器R68和电阻R72接地，电阻R78的另一端通过电阻R76连接测试点和电阻R74，电阻R74的另一端通过电阻R73分别连接测试点的另一端、连接电容C40以及构成备用的速度设定端口，电容C40的另一端接地，电位器R68的可调端通过电阻R77连接运放U19C的10脚，运放U19C的9脚依次通过电位器R69和电阻R81接输出8脚，输出8脚依次通过电阻R83和电阻R84连接运放U19A的2脚，运放U19A的3脚通过电阻R71接地，输出I脚通过电容C42接地，以及通过电阻R49连接运放U19D的13脚，运放U19D的12脚通过电阻R51接地，运放U19D的输出14脚通过二极管D30接运放U20B的5脚，运放U20B的6脚分别连接主控制电路中单片机U8的4脚，二极管D31和电阻R52，所述二极管D31的另一端连接运放U20B的输出7脚，电阻R52的另一端接VREF。所述的交流电压同步信号检测单元包括有运放U21B、运放U21A和运放U22，所述的运放U21B的6脚依次通过电阻R108、R105、R103、RlOl和电阻R99连接三相电源的Wl端，运放U21B的5脚依次通过电阻R109、R106、R104、R102和电阻RlOO连接三相电源的Ul端，运放U21B的输出7脚分别连接二极管D34、二极管D35以及电阻R85，二极管D34的另一端通过电阻R87连接运放U21A的3脚，二极管D35的另一端通过电阻R88连接运放U21A的2脚，运放U21A的输出I脚依次通过电阻R94和电阻R96连接主控制电路中单片机U8的5脚，所述电阻R85的另一端通过电容C55接地，还通过电阻R89接运放U22的3脚，U22的2脚通过电容C58与电阻R93的并联接主控制电路中单片机U8的24脚，运放U22的输出7脚接主控制电路中单片机U8的24脚，该输出7脚还通过电阻R95连接电源VCC。所述的晶闸管触发脉冲产生电路包括有驱动芯片U23和驱动芯片U24，以及12个脉冲变压器Tl T12，其中所述的驱动芯片U23的I 6脚和驱动芯片U24的2 7脚分别连接主控制电路中单片机U9，所述的驱动芯片U23的11 16脚对应连接脉冲变压器T9、脉冲变压器Tl、脉冲变压器TH、脉冲变压器T10、脉冲变压器T2和脉冲变压器T12的初级，所述的驱动芯片U24的10 15脚对应连接脉冲变压器T3、脉冲变压器17、脉冲变压器T5、脉冲变压器T4、脉冲变压器T8和脉冲变压器T6的初级，所述脉冲变压器Tl的次级并联电容C63，还通过二极管V7连接输出接口 X2，所述脉冲变压器T2的次级并联电容C64，还通过二极管V7连接输出接口 X2，所述脉冲变压器T3的次级并联电容C65，还通过二极管V8连接输出接口 X3，所述脉冲变压器T4的次级并联电容C66，还通过二极管V5连接输出接口 X3，所述脉冲变压器T5的次级并联电容C67，还通过二极管V9连接输出接口 X4，所述脉冲变压器T6的次级并联电容C68，还通过二极管V6连接输出接口 X4，所述脉冲变压器17的次级并联电容C69，还通过二极管V13连接输出接口 X5，所述脉冲变压器T8的次级并联电容C70，还通过二极管VlO连接输出接口 X5，所述脉冲变压器T9的次级并联电容C71，还通过二极管V14连接输出接口 X6，所述脉冲变压器TlO的次级并联电容C72，还通过二极管Vll连接输出接口 X5，所述脉冲变压器Tll的次级并联电容C73，还通过二极管V15连接输出接口 X7，所述脉冲变压器T12的次级并联电容C74，还通过二极管V12连接输出接口 X7，所述的接口 2 接口 7分别连接整流回馈单元。所述的外部速度给定单元包括有运放U25A、运放U25B、运放U25C和运放U2 ，所述运放U25A的2脚依次通过电阻R133和电阻R132分别连接主控制电路中单片机U8的7 脚及外部速度设定，以及通过电容C75接地，电阻R133和电阻R132的连接点也接地，运放U25A的2脚还通过电阻Rl35和输出端脚I共同分别通过电阻Rl23接运放U25B的6脚，通过电阻R127接运放U2 的13脚，所述的运放U25A的输出端脚I还依次通过电阻Rl23和电阻R125和运放U25B的输出7脚共同连接运放U25C的10脚，运放U25A的3脚通过电阻R134接地，运放U25B的5脚通过电阻R124接地，运放U2 的12脚通过电阻R128接地，还通过电阻R129与输出端脚14共同通过电阻R130连接二极管D39和二极管D38，二极管D39的另一端接主控制电路中单片机U8的21脚，二极管D38的另一端接地，运放U25C的9脚分别连接主控制电路中单片机U8的7脚以及连接外部速度设定。所述的人机界面电路包括驱动电路U26和驱动电路U27，数码管DISl 数码管DIS3，所述驱动电路U26和驱动电路U27的2脚 9脚连接主控制电路中单片机U8的60脚 53脚，驱动电路U26的12脚 19脚通过电阻排RSl分别连接数码管DISl 数码管DIS3的10脚、9脚、7脚、5脚、4脚、2脚、I脚和6脚，驱动电路U27的12脚通过电阻R141接三极管T15的基极，13脚通过电阻Rl39接三极管T14的基极，14脚通过电阻Rl37接三极管T13的基极，15脚连接主控制电路中单片机U8的11脚，17脚连接设定按键K3，18脚连接设定按键K2，19脚连接设定按键Kl，所述的设定按键K3、设定按键K2和设定按键Kl的中一端分别对应连接电阻排RS2的脚4、脚3和脚2，三极管T13、三极管T14和三极管T15的基极还各通过一个电阻接电源VCC，集电极接电源VCC，发射极对应的连接数码管DIS1、数码管DIS2和数码管DIS3的3脚和8脚。所述的整流回馈单元包括有结构完全相同的三组整流部分和三组回馈部分，每一组整流部分或回馈部分都是由两个反并联晶闸管桥构成，其中，三组整流部分中每一组的两个反并联晶闸管的连接点分别对应连接三相电源U1、V1、W1，三组回馈部分中每一组的两个晶闸管的连接点分别对应连接三相电源U2、V2、W2，所述的三相电源U2、V2、W2是通过自偶变压器连接三相电源，所述的三相电源Ul、Vl、Wl直接连接三相电源，所述的三组整流部分和三组回馈部分中每一组的两个晶闸管的两端各对应通过一个电流互感器至输出电压端，所述三组整流部分中的各晶闸管触发端分别连接晶闸管触发脉冲产生电路中的输出接口 X3、输出接口 X4和输出接口 X5，所述三组回馈部分中的各晶闸管触发端分别连接晶闸管触发脉冲产生电路中的输出接口 X2、输出接口 X6的输出接口 Tl。本实用新型的整流及能量回馈装置，可实现开环、闭环控制，逻辑操作，故障诊断，参数预置，状态和故障显示等，交流装置采用晶闸管直接反并联无环流可逆，避免了转换过程中的误差和由于负载或供电电源波动带来的干扰，不但提高了调制精度，而且也提高了工作可靠性及效率，易于实现各类生产机械工艺的要求，可以广泛用在冶金、矿山、轻工、造纸等行业。使用该整流回馈模块更有利于环保和节能。
图I是本实用新型的整流及能量回馈装置的构成框图；图2 Ca)是提供直流电压的电源电路原理图； 图2 (b)是提供工作中需要的各种直流电源的电路原理图；图3是主控制电路的电路图；图4是交流电进线出线缺相检测单元的电路原理图；图5是整流回馈电流环检测单元的电路原理图；图6是电枢电压检测与速度反馈单元的电路原理图；图7是交流电压同步信号检测单元的电路原理图；图8是晶闸管触发脉冲产生电路的电路原理图；图9是外部速度给定单元的电路原理图；图10是人机界面电路的电路原理图；图11是整流回馈单元的电路原理图。其中I 电源电路2 主控制电路3 :交流电进线出线缺相检测单元 4 :整流回馈电流环检测单元5 :电枢电压检测与速度反馈单元 6 :交流电压同步信号检测单元7 :晶闸管触发脉冲产生电路8 :外部速度给定单元9:人机界面电路10 :整流回馈单元11:第一电流互感器12:第二电流互感器
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型的整流及能量回馈装置做出详细说明。如图I所示，本实用新型的整流及能量回馈装置，包括有用于提供直流电压的电源电路1，还设置有主控制电路2，分别与主控制电路2相连的交流电进线出线缺相检测单元3、整流回馈电流环检测单元4、电枢电压检测与速度反馈单元5、交流电压同步信号检测单元6、晶闸管触发脉冲产生电路7、外部速度给定单元8和人机界面电路9，其中，所述的电源电路I和交流电进线出线缺相检测单元3还分别连接三相电源，所述的整流回馈电流环检测部分4还分别连接第一电流互感器11和第二电流互感器12，所述的晶闸管触发脉冲产生电路7还连接整流回馈单元10，电枢电压检测与速度反馈单元5还连接输出端C、D0如图2 (a)、图2 (b)所示，所述的直流电电源部分电路I是由三相电其中的两相做电源，接入Jl，通过EMI滤波器FII接向变压器SI，得到交流电压，在通过三个整流桥Vl、￥2、￥3得到三个直流电源，直流电源接入电源模块仍、似、仍、况得到工作中需要的各种直流电源，其中还包括用于整流、滤波和放大的运放模块U5A、U5B、U6A、U6B,电容Cl C19，电阻Rl R8，电感LI。如图3所示，所述的主控制电路2包括有型号为80C196KB的单片机U8相互连接的型号为PSD4135的单片机U9，分别与单片机U8相连的型号为MAX707的单片机U7、由16M晶振CRYl和电容C20以及电容C21组成的晶振电路，还设置有由电容C22、电阻R9、二极管D3 D5和干电池E组成的向单片机U8提供直流电源的直流电源电路。如图4所示，所述的交流电进线出线缺相检测单元3包括有与三相电源相连的接口 J2，所述接口 J2的6脚依次通过电阻R18和电阻R20连接由四个二极管D6、D7、D10、D11组成的第一整流桥的一端，接口 J2的2脚通过电阻RlO连接第一整流桥的另一端，接口 J2的4脚依次通过电阻R19和电阻R21连接由四个二极管D8、D9、D12、D13组成的第二整流桥的一端，接口 J2的2脚还通过电阻Rll连接第二整流桥的另一端，所述第一整流桥的另 外两个端分别连接电阻R14的两端以及第一光电耦合器U12的两个输入端，所述第一光电耦合器U12的输出端分别连接电阻R12、电容C23、与非门UlOA的I脚以及测试点DSH述第二整流桥的另外两个端分别连接电阻R15的两端以及第二光电耦合器U13的两个输入端，所述第二光电耦合器U13的输出端连接电阻R13、电容C24和与非门UlOA的2脚，所述测试点DS1、电容C23和电容C24的另一端接地，电阻R12和电阻R13的另一端接电源VCC，与非门UlOA的3脚连接与门UllA的2脚，与门UllA的I脚连接主控制电路2中的单片机U9的65脚，与门Ul IA的3脚连接运放U14A的5脚，运放U14A的4脚分别通过电阻R16接15V电源，以及通过电阻R17接地，运放U14A的输出2脚接主控制电路2中的单片机U9的2脚。如图5所示,所述的整流回馈电流环检测单元4包括由二极管D14、D15、D17、D18、D20、D21组成的第三整流桥和二极管D16、D25、D19、D26、D22、D27组成的第四整流桥，所述的第三整流桥和第四整流桥的输入端分别通过接口 J3和接口 J4连接电流互感器，第三整流桥的输出分别连接二极管D23、电阻R34、电阻R37和电阻R42的一端，二极管D23的另一端与稳压二极管D28的一端相连，该连接端通过电阻R35连接+ 15V，稳压二极管D28、电阻R34和电阻R37的另一端接地，电阻R42的另一端接单片机U17的25脚，以及通过电容C25接地，第四整流桥的输出分别连接二极管D24、电阻R39、电阻R41和电阻R44的一端，二极管D24的另一端与稳压二极管D29的一端相连，该连接端通过电阻R36连接+ 15V，稳压二极管D29、电阻R39和电阻R41的另一端接地，电阻R44的另一端接单片机U17的26脚，以及通过电容C27接地，所述单片机U17的2脚接下载端口 J5，17脚连接运放U15C的10脚，运放U15C的输出8脚通过电阻R22连接运放U16的3脚，运放U16的输出6脚通过电阻R25连接运放U15A的2脚，该6脚还连接开关U18A的2脚，开关U18A的I脚连接主控制电路2中单片机U8的11脚，运放U15A的输出I脚通过电阻R27连接运放U15B的6脚，运放U15B的脚通过电阻R33连接主控制电路2中单片机U8的6脚。在经过采样电阻R34、R37、R39、R41通过单片机U17求和通过运放U15、U16处理给单片机U8。如图6所示，所述的电枢电压检测与速度反馈单元5包括有用于连接整流及能量回馈装置电压输出的接口 J6，所述接口 J6的I脚依次通过电阻R55、R57、R59、R61和电阻R64连接运放U19B的6脚，所述接口 J6的3脚依次通过电阻R56、R58、R60、R62的电阻R65连接运放U19B的5脚，运放U19B的输出7脚通过电阻R67连接运放U20A的2脚，运放U20A的3脚接地，输出I脚构成速度反馈分别连接电容C41、电阻R78和电阻R75，电容C41另一端接地，电阻R75的另一端依次通过电位器R68和电阻R72接地，电阻R78的另一端通过电阻R76连接测试点BRl和电阻R74，电阻R74的另一端通过电阻R73分别连接测试点BRl的另一端、连接电容C40以及构成备用的速度设定端口，电容C40的另一端接地，电位器R68的可调端通过电阻R77连接运放U19C的10脚，运放U19C的9脚依次通过电位器R69和电阻R81接输出8脚，输出8脚依次通过电阻R83和电阻R84连接运放U19A的2脚，运放U19A的3脚通过电阻R71接地，输出I脚通过电容C42接地，以及通过电阻R49连接运放U19D的13脚，运放U19D的12脚通过电阻R51接地，运放U19D的输出14脚通过二极管D30接运放U20B的5脚，运放U20B的6脚分别连接主控制电路2中单片机U8的4脚，二极管D31和电阻R52，所述二极管D31的另一端连接运放U20B的输出7脚，电阻R52的另一端接VREF。如图7所示，所述的交流电压同步信号检测单元6包括有运放U21B、运放U21A和·运放U22，所述的运放U21B的6脚依次通过电阻R108、R105、R103、R101和电阻R99连接三相电源的Wl端，运放U21B的5脚依次通过电阻R109、R106、R104、R102和电阻RlOO连接三相电源的Ul端，运放U21B的输出7脚分别连接二极管D34、二极管D35以及电阻R85，二极管D34的另一端通过电阻R87连接运放U21A的3脚，二极管D35的另一端通过电阻R88连接运放U21A的2脚，运放U21A的输出I脚依次通过电阻R94和电阻R96连接主控制电路2中单片机U8的5脚，所述电阻R85的另一端通过电容C55接地，还通过电阻R89接运放U22的3脚，U22的2脚通过电容C58与电阻R93的并联接主控制电路2中单片机U8的24脚，运放U22的输出7脚接主控制电路2中单片机U8的24脚，该输出7脚还通过电阻R95连接电源VCC。如图8所示，所述的晶闸管触发脉冲产生电路7包括有型号为MC1413的驱动芯片U23和驱动芯片U24，以及12个脉冲变压器Tl T12，其中所述的驱动芯片U23的I 6脚和驱动芯片U24的2 7脚分别连接主控制电路2中单片机U9，所述的驱动芯片U23的11 16脚对应连接脉冲变压器T9、脉冲变压器Tl、脉冲变压器T11、脉冲变压器T10、脉冲变压器T2和脉冲变压器T12的初级，所述的驱动芯片U24的10 15脚对应连接脉冲变压器T3、脉冲变压器17、脉冲变压器T5、脉冲变压器T4、脉冲变压器T8和脉冲变压器T6的初级，所述脉冲变压器Tl的次级并联电容C63，还通过二极管V7连接输出接口 X2，所述脉冲变压器T2的次级并联电容C64，还通过二极管V7连接输出接口 X2，所述脉冲变压器T3的次级并联电容C65，还通过二极管V8连接输出接口 X3，所述脉冲变压器T4的次级并联电容C66，还通过二极管V5连接输出接口 X3，所述脉冲变压器T5的次级并联电容C67，还通过二极管V9连接输出接口 X4，所述脉冲变压器T6的次级并联电容C68，还通过二极管V6连接输出接口 X4，所述脉冲变压器T7的次级并联电容C69，还通过二极管V13连接输出接口 X5，所述脉冲变压器T8的次级并联电容C70，还通过二极管VlO连接输出接口 X5，所述脉冲变压器T9的次级并联电容C71，还通过二极管V14连接输出接口 X6，所述脉冲变压器TlO的次级并联电容C72，还通过二极管Vll连接输出接口 X5，所述脉冲变压器Tll的次级并联电容C73，还通过二极管V15连接输出接口 X7，所述脉冲变压器T12的次级并联电容C74，还通过二极管V12连接输出接口 X7，所述的接口 2 接口 7分别连接整流回馈单元10。如图9所示，所述的外部速度给定单元8包括有运放U25A、运放U25B、运放U25C和运放U2 ，所述运放U25A的2脚依次通过电阻R133和电阻R132分别连接主控制电路2中单片机U8的7脚及外部速度设定，以及通过电容C75接地，电阻R133和电阻R132的连接点也接地，运放U25A的2脚还通过电阻Rl35和输出端脚I共同分别通过电阻Rl23接运放U25B的6脚，通过电阻R127接运放U2 的13脚，所述的运放U25A的输出端脚I还依次通过电阻R123和电阻R125和运放U25B的输出7脚共同连接运放U25C的10脚，运放U25A的3脚通过电阻Rl34接地，运放U25B的5脚通过电阻Rl 24接地，运放U25D的12脚通过电阻R128接地，还通过电阻R129与输出端脚14共同通过电阻R130连接二极管D39和二极管D38，二极管D39的另一端接主控制电路2中单片机U8的21脚，二极管D38的另一端接地，运放U25C的9脚分别连接主控制电路2中单片机U8的7脚以及连接外部速度设定。
如图10所示，所述的人机界面电路9包括型号为74HC573的驱动电路U26和驱动电路U27，型号为LA3911 - 11的数码管DISl 数码管DIS3，所述驱动电路U26和驱动电路U27的2脚 9脚连接主控制电路2中单片机U8的60脚 53脚，驱动电路U26的12脚 19脚通过电阻排RSl分别连接数码管DISl 数码管DIS3的10脚、9脚、7脚、5脚、4脚、2脚、I脚和6脚，驱动电路U27的12脚通过电阻R141接三极管T15的基极，13脚通过电阻R139接三极管T14的基极，14脚通过电阻R137接三极管T13的基极，15脚连接主控制电路2中单片机U8的11脚，17脚连接设定按键K3，18脚连接设定按键K2，19脚连接设定按键K1，所述的设定按键K3、设定按键K2和设定按键Kl的中一端分别对应连接电阻排RS2的脚4、脚3和脚2，三极管T13、三极管T14和三极管T15的基极还各通过一个电阻接电源VCC，集电极接电源VCC，发射极对应的连接数码管DISl、数码管DIS2和数码管DIS3的3脚和8脚。所述的整流回馈单元10，由两组完全相同的反并联晶闸管桥组成，用于向逆变器直流母线供电并由直流母线向电网回馈能量。为了避免在回馈工作时产生电压降，回馈的输入电压必须高20%。这可通过一个自偶变压器或连接工作桥的本身的电网来实现，回馈端子上没有较高电压时，中间回路电压通过相位角变化而降低。中间回路电压由一个带微处理器的数字调节器自动调节。本实用新型通过6组脉冲信号控制，带有控制电直流电源，和交流同步信号检测部分，同时配有进线回馈线相序检测电压检测、电流检测。输出具有电压检测，阻容吸收滤波电路。如图11所示，所述的整流回馈单元10包括有结构完全相同的三组整流部分和三组回馈部分，每一组整流部分或回馈部分都是由两个反并联晶闸管桥构成，其中，三组整流部分中每一组的两个反并联晶闸管的连接点分别对应连接三相电源U1、V1、W1，三组回馈部分中每一组的两个晶闸管的连接点分别对应连接三相电源U2、V2、W2，所述的三相电源U2、V2、W2是通过自偶变压器13连接三相电源，所述的三相电源U1、V1、W1直接连接三相电源，所述的三组整流部分和三组回馈部分中每一组的两个晶闸管的两端各对应通过一个电流互感器11、12至输出电压端C、D，所述三组整流部分中的各晶闸管触发端分别连接晶闸管触发脉冲产生电路(7)中的输出接口 X3、输出接口 X4和输出接口 X5，所述三组回馈部分中的各晶闸管触发端分别连接晶闸管触发脉冲产生电路7中的输出接口 X2、输出接口 X6的输出接口 X 7。
权利要求1.一种整流及能量回馈装置，包括有用于提供直流电压的电源电路(1)，其特征在于，还设置有主控制电路(2)，分别与主控制电路(2)相连的交流电进线出线缺相检测单元(3)、整流回馈电流环检测单元(4)、电枢电压检测与速度反馈单元(5)、交流电压同步信号检测单元(6)、晶闸管触发脉冲产生电路(7)、外部速度给定单元(8)和人机界面电路(9)，其中，所述的电源电路(I)和交流电进线出线缺相检测单元(3)还分别连接三相电源，所述的整流回馈电流环检测部分(4)还分别连接第一电流互感器(11)和第二电流互感器(12)，所述的晶闸管触发脉冲产生电路(7)还连接整流回馈单元(10)，电枢电压检测与速度反馈单元(5)还连接输出端(C、D)。
2.根据权利要求I所述的整流及能量回馈装置，其特征在于，所述的主控制电路(2)包括有单片机U8相互连接的单片机U9，分别与单片机U8相连的单片机U7和晶振电路，还设置有向单片机U8提供直流电源的直流电源电路。
3.根据权利要求I所述的整流及能量回馈装置，其特征在于，所述的交流电进线出线缺相检测单元(3)包括有与三相电源相连的接口 J2，所述接口 J2的6脚依次通过电阻R18和电阻R20连接由四个二极管D6、D7、DIO、Dll组成的第一整流桥的一端，接口 J2的2脚通过电阻RlO连接第一整流桥的另一端，接口 J2的4脚依次通过电阻R19和电阻R21连接由四个二极管D8、D9、D12、D13组成的第二整流桥的一端，接口 J2的2脚还通过电阻Rll连接第二整流桥的另一端，所述第一整流桥的另外两个端分别连接电阻R14的两端以及第一光电稱合器U12的两个输入端,所述第一光电稱合器U12的输出端分别连接电阻R12、电容C23、与非门UlOA的I脚以及测试点(DS1)，所述第二整流桥的另外两个端分别连接电阻R15的两端以及第二光电耦合器U13的两个输入端，所述第二光电耦合器U13的输出端连接电阻R13、电容C24和与非门UlOA的2脚，所述测试点(DSl )、电容C23和电容C24的另一端接地，电阻R12和电阻R13的另一端接电源VCC，与非门UlOA的3脚连接与门UllA的2脚，与门UllA的I脚连接主控制电路(2)中的单片机U9的65脚，与门UllA的3脚连接运放U14A的5脚，运放U14A的4脚分别通过电阻R16接15V电源，以及通过电阻R17接地，运放U14A的输出2脚接主控制电路(2)中的单片机U9的2脚。
4.根据权利要求I所述的整流及能量回馈装置，其特征在于，所述的整流回馈电流环检测单元(4)包括由二极管D14、D15、D17、D18、D20、D21组成的第三整流桥和二极管D16、D25、D19、D26、D22、D27组成的第四整流桥，所述的第三整流桥和第四整流桥的输入端分别通过接口 J3和接口 J4连接电流互感器，第三整流桥的输出分别连接二极管D23、电阻R34、电阻R37和电阻R42的一端，二极管D23的另一端与稳压二极管D28的一端相连，该连接端通过电阻R35连接+ 15V，稳压二极管D28、电阻R34和电阻R37的另一端接地，电阻R42的另一端接单片机U17的25脚，以及通过电容C25接地，第四整流桥的输出分别连接二极管D24、电阻R39、电阻R41和电阻R44的一端，二极管D24的另一端与稳压二极管D29的一端相连，该连接端通过电阻R36连接+ 15V，稳压二极管D29、电阻R39和电阻R41的另一端接地，电阻R44的另一端接单片机U17的26脚，以及通过电容C27接地，所述单片机U17的2脚接下载端口 J5，17脚连接运放U15C的10脚，运放U15C的输出8脚通过电阻R22连接运放U16的3脚，运放U16的输出6脚通过电阻R25连接运放U15A的2脚，该6脚还连接开关U18A的2脚，开关U18A的I脚连接主控制电路(2冲单片机U8的11脚，运放U15A的输出I脚通过电阻R27连接运放U15B的6脚，运放U15B的脚通过电阻R33连接主控制电路(2)中单片机U8的6脚。
5.根据权利要求I所述的整流及能量回馈装置，其特征在于，所述的电枢电压检测与速度反馈单元(5)包括有用于连接整流及能量回馈装置电压输出的接口 J6，所述接口 J6的I脚依次通过电阻R55、R57、R59、R61和电阻R64连接运放U19B的6脚，所述接口 J6的3脚依次通过电阻R56、R58、R60、R62的电阻R65连接运放U19B的5脚，运放U19B的输出I脚通过电阻R67连接运放U20A的2脚，运放U20A的3脚接地，输出I脚构成速度反馈分别连接电容C41、电阻R78和电阻R75，电容C4 1另一端接地，电阻R75的另一端依次通过电位器R68和电阻R72接地，电阻R78的另一端通过电阻R76连接测试点(BRl)和电阻R74，电阻R74的另一端通过电阻R73分别连接测试点(BRl)的另一端、连接电容C40以及构成备用的速度设定端口，电容C40的另一端接地，电位器R68的可调端通过电阻R77连接运放U19C的10脚，运放U19C的9脚依次通过电位器R69和电阻R81接输出8脚，输出8脚依次通过电阻R83和电阻R84连接运放U19A的2脚，运放U19A的3脚通过电阻R71接地，输出I脚通过电容C42接地，以及通过电阻R49连接运放U19D的13脚，运放U19D的12脚通过电阻R51接地，运放U19D的输出14脚通过二极管D30接运放U20B的5脚，运放U20B的6脚分别连接主控制电路(2)中单片机U8的4脚，二极管D31和电阻R52，所述二极管D31的另一端连接运放U20B的输出7脚，电阻R52的另一端接VREF。
6.根据权利要求I所述的整流及能量回馈装置，其特征在于，所述的交流电压同步信号检测单元(6)包括有运放U21B、运放U21A和运放U22，所述的运放U21B的6脚依次通过电阻R108、R105、R103、R101和电阻R99连接三相电源的Wl端，运放U21B的5脚依次通过电阻R109、R106、R104、R102和电阻RlOO连接三相电源的Ul端，运放U21B的输出7脚分别连接二极管D34、二极管D35以及电阻R85，二极管D34的另一端通过电阻R87连接运放U21A的3脚，二极管D35的另一端通过电阻R88连接运放U2IA的2脚，运放U21A的输出I脚依次通过电阻R94和电阻R96连接主控制电路(2)中单片机U8的5脚，所述电阻R85的另一端通过电容C55接地，还通过电阻R89接运放U22的3脚，U22的2脚通过电容C58与电阻R93的并联接主控制电路(2)中单片机U8的24脚，运放U22的输出7脚接主控制电路(2)中单片机U8的24脚，该输出7脚还通过电阻R95连接电源VCC。
7.根据权利要求I所述的整流及能量回馈装置，其特征在于，所述的晶闸管触发脉冲产生电路(7)包括有驱动芯片U23和驱动芯片U24，以及12个脉冲变压器Tf T12，其中所述的驱动芯片U23的I 6脚和驱动芯片U24的2 7脚分别连接主控制电路(2)中单片机U9，所述的驱动芯片U23的11 16脚对应连接脉冲变压器T9、脉冲变压器Tl、脉冲变压器T11、脉冲变压器T10、脉冲变压器T2和脉冲变压器T12的初级，所述的驱动芯片U24的10 15脚对应连接脉冲变压器T3、脉冲变压器17、脉冲变压器T5、脉冲变压器T4、脉冲变压器T8和脉冲变压器T6的初级，所述脉冲变压器Tl的次级并联电容C63，还通过二极管V7连接输出接口 X2，所述脉冲变压器T2的次级并联电容C64，还通过二极管V7连接输出接口 X2，所述脉冲变压器T3的次级并联电容C65，还通过二极管V8连接输出接口 X3，所述脉冲变压器T4的次级并联电容C66，还通过二极管V5连接输出接口 X3，所述脉冲变压器T5的次级并联电容C67，还通过二极管V9连接输出接口 X4，所述脉冲变压器T6的次级并联电容C68，还通过二极管V6连接输出接口 X4，所述脉冲变压器17的次级并联电容C69，还通过二极管V13连接输出接口 X5，所述脉冲变压器T8的次级并联电容C70，还通过二极管VlO连接输出接口 X5，所述脉冲变压器T9的次级并联电容C71，还通过二极管V14连接输出接口 X6，所述脉冲变压器TlO的次级并联电容C72，还通过二极管Vll连接输出接口 X5，所述脉冲变压器Tll的次级并联电容C73，还通过二极管V15连接输出接口 X7，所述脉冲变压器T12的次级并联电容C74，还通过二极管V12连接输出接口 X7，所述的接口 2 接口 7分别连接整流回馈单元(10)。
8.根据权利要求I所述的整流及能量回馈装置，其特征在于，所述的外部速度给定单元(8)包括有运放U25A、运放U25B、运放U25C和运放U2 ，所述运放U25A的2脚依次通过电阻R133和电阻R132分别连接主控制电路(2)中单片机U8的7脚及外部速度设定，以及通过电容C75接地，电阻Rl33和电阻Rl32的连接点也接地，运放U25A的2脚还通过电阻Rl35和输出端脚I共同分别通过电阻Rl23接运放U25B的6脚，通过电阻Rl27接运放U2 的13脚，所述的运放U25A的输出端脚I还依次通过电阻Rl23和电阻Rl25和运放U25B的输出7脚共同连接运放U25C的10脚，运放U25A的3脚通过电阻Rl34接地，运放U25B的5脚通过电阻R124接地，运放U2 的12脚通过电阻R128接地，还通过电阻R129与输出端脚14共同通过电阻R130连接二极管D39和二极管D38，二极管D39的另一端接主控制电路 (2)中单片机U8的21脚，二极管D38的另一端接地，运放U25C的9脚分别连接主控制电路 (2)中单片机U8的7脚以及连接外部速度设定。
9.根据权利要求I所述的整流及能量回馈装置，其特征在于，所述的人机界面电路(9)包括驱动电路U26和驱动电路U27，数码管DISl 数码管DIS3，所述驱动电路U26和驱动电路U27的2脚 9脚连接主控制电路(2)中单片机U8的60脚 53脚，驱动电路U26的12脚 19脚通过电阻排RSl分别连接数码管DISl 数码管DIS3的10脚、9脚、7脚、5脚、4脚、2脚、I脚和6脚，驱动电路U27的12脚通过电阻R141接三极管T15的基极，13脚通过电阻R139接三极管T14的基极，14脚通过电阻R137接三极管T13的基极，15脚连接主控制电路(2)中单片机U8的11脚，17脚连接设定按键K3，18脚连接设定按键K2，19脚连接设定按键Kl，所述的设定按键K3、设定按键K2和设定按键Kl的中一端分别对应连接电阻排RS2的脚4、脚3和脚2，三极管T13、三极管T14和三极管T15的基极还各通过一个电阻接电源VCC，集电极接电源VCC，发射极对应的连接数码管DISl、数码管DIS2和数码管DIS3的3脚和8脚。
10.根据权利要求I所述的整流及能量回馈装置，其特征在于，所述的整流回馈单元(10)包括有结构完全相同的三组整流部分和三组回馈部分，每一组整流部分或回馈部分都是由两个反并联晶闸管桥构成，其中，三组整流部分中每一组的两个反并联晶闸管的连接点分别对应连接三相电源U1、V1、W1，三组回馈部分中每一组的两个晶闸管的连接点分别对应连接三相电源U2、V2、W2，所述的三相电源U2、V2、W2是通过自偶变压器(13)连接三相电源，所述的三相电源U1、VI、Wl直接连接三相电源，所述的三组整流部分和三组回馈部分中每一组的两个晶闸管的两端各对应通过一个电流互感器(11、12)至输出电压端(C、D)，所述三组整流部分中的各晶闸管触发端分别连接晶闸管触发脉冲产生电路(7)中的输出接口 X3、输出接口 X4和输出接口 X5，所述三组回馈部分中的各晶闸管触发端分别连接晶闸管触发脉冲产生电路(7)中的输出接口 X2、输出接口 X6的输出接口 Tl。
专利摘要一种整流及能量回馈装置，用于提供直流电压的电源电路，主控制电路，分别与主控制电路相连的交流电进线出线缺相检测单元、整流回馈电流环检测单元、电枢电压检测与速度反馈单元、交流电压同步信号检测单元、晶闸管触发脉冲产生电路、外部速度给定单元和人机界面电路，电源电路和交流电进线出线缺相检测单元还分别连接三相电源，整流回馈电流环检测部分还分别连接第一电流互感器和第二电流互感器，晶闸管触发脉冲产生电路还连接整流回馈单元，电枢电压检测与速度反馈单元还连接输出端。本实用新型可实现开环、闭环控制，逻辑操作，故障诊断，参数预置，状态和故障显示等，并可避免转换过程中的误差和由于负载或供电电源波动带来的干扰。
文档编号H02M5/45GK202495884SQ20122005693
公开日2012年10月17日 申请日期2012年2月21日 优先权日2012年2月21日
发明者傅文杰, 刘坤, 刘建军, 王涛, 董锦旗, 陈宝龙, 高大明 申请人:天津市红日电气自动化有限公司