同步变频式交流电机矢量变频控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种同步变频式交流电机矢量变频控制器，它包括主电路和控制电路，主电路包括整流器，整流器与滤波器连接，滤波器与第一逆变单元连接，第一逆变单元与高频主变压器连接，高频主变压器与高频整流器连接，高频整流器与高频滤波器连接，高频滤波器与制动单元连接，制动单元与第二逆变单元连接，第二逆变单元与负载电机连接，控制电路包括检测单元、中央控制器、逆变驱动电路和升压控制电路。本实用新型的优点在于：使输出交流电的频率与电压和输入交流电的频率同步变化，达到通过机组原动机油门踏板控制交流电机转速的目的，实现用内燃发机组原动机的油门踏板控制工程机械作业机构动作及底盘实现无级变速行走。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种电机控制器，具体地说是一种同步变频式交流电机矢量变频 控制器。 同步变频式交流电机矢量变频控制器
【背景技术】
[0002] 目前所有做为交流电机变频调速的变频控制器输入的都是固定电压的直流电或 固定电压、固定频率的交流电，做为要求具有"硬特性"的交流电机使用的"矢量变频控制 器"更是如此。然而，在用交流内燃发电机组做为动力的电动工程机械上使用交流电机做为 电动工程机械作业机构特别是做为底盘行走机构驱动动力时，如果其电机的控制器依然要 求输入的是固定电压、固定频率的交流电，显然在工程机械作业及行走过程中，作为动力的 内燃发电机组永远持续工作在额定转速、额定频率、额定电压的额定工况，这不仅使电动工 程机械在作业及行走过程中产生持续较大的噪音，而且增加了机械磨损和能源消耗。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的是提供一种变频输入逆变式直流电机驱动控制器，它利用矢量 变频控制技术，设计一种同步变频式交流电机变频控制器，即该控制器保留常规矢量变频 控制器的硬特性，设计控制线路采用同步控制电路，即：做为动力的内燃发电机组工作在可 变转速工况，通过传感器采集内燃发电机组的转速或输出的交流电源的频率信号，通过特 殊设计的控制线路，控制该控制器的交流输出，使输出交流电的频率与电压和输入交流电 的频率同步变化，控制和调整交流电机的转速，从而既保留了矢量控制器满足交流电机硬 特性的需要，又使控制器的输出频率与机组转速(机组输出的频率）同步，达到通过机组原 动机油门踏板控制交流电机转速的目的，实现用内燃发机组原动机的油门踏板控制工程机 械作业机构动作及底盘实现无级变速行走，如此，使工程机械模拟汽车行走工况成为可能。
[0004] 本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：包括主电路和控制电路，主 电路包括整流器，整流器的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与第一逆变单 元的输入端连接，第一逆变单元的输出端与高频主变压器的输入端连接，高频主变压器的 输出端与高频整流器的输入端连接，高频整流器的输出端与高频滤波器的输入端连接，高 频滤波器的输出端与制动单元的输入端连接，制动单元的输出端与第二逆变单元的输入端 连接，第二逆变单元的输出端与负载电机的输入端连接，控制电路包括检测单元、中央控制 器、逆变驱动电路和升压控制电路。主电路及控制电路的连接关系如下：整流器将输入的电 压、频率可变的三相交流电通过整流器U13后整流成直流电，滤波器由电阻R70、直流接触 器KM1、接插件J1、电容C3、电容C4、电容C24、电阻R6、电阻R7组成，电容C24为吸收电容、 电容C3、电容C4为滤波电容，电阻R6、电阻R7为均压电阻，整流器U13正输出端通过电阻 R70与逆变单元U21正输入端相连，整流器U13负输出端与逆变单元U21负输入端相连，直 流接触器KM1常开触电与电阻R70并联，直流接触器KM1线圈两端与接插件J1引脚1、2相 连，电容C24 -端与逆变单元U21正输入端相连，电容C24另一端与逆变单元U21负输入端 相连，电容C3与电容C4串联，电容C3正极与逆变单元U21正输入端相连，电容C4负极与 逆变单元U21负输入端相连，电阻R6与电容C3并联，电阻R7与电容C4并联，第一逆变单 元将输入的直流电通过逆变单元U21逆变输出频率KTlOOkHz高频交流电，高频主变压器 中高频变压器T1的一次侧绕组两端输入高频交流电，高频变压器T1的二次侧绕组两端进 行输出，高频变压器T1二次侧绕组两端得到的交流电通过高频整流器U22整流输出直流 电，高频滤波器由电抗器L1、电容C25、电容C5、电容C6、电阻R9、电阻R10组成，L1为电抗 器，电容C25为吸收电容，电容C5、电容C6为滤波电容，电阻R9、电阻R10为均压电阻，高频 整流器U22正输出端通过电抗器L1与逆变单元U23正输入端相连，整流器U22负输出端与 逆变单元U23负输入端相连，电容C25 -端与逆变单元U23正输入端相连，电容C25另一端 与逆变单元U23负输入端相连，电容C5与电容C6串联，电容C5正极与逆变单元U21正输 入端相连，电容C6负极与逆变单元U21负输入端相连，电阻R9与电容C5并联，电阻R10与 电容C6并联，制动单元由电阻R11和功率器件VI组成，功率器件VI集电极通过电阻R11 与逆变单元U23正输入端相连，功率器件VI发射极与逆变单元U23负输入端相连，第二逆 变单元输入的直流电通过逆变单元U23逆变输出频率与输入频率同步变化且具有适用于 电机"硬特性"的交流电，检测单元中过零检测电路的作用是检测频率信号送入中央控制器 进行分析处理，由电阻R4、电阻R5、电阻R8、光耦U14、光耦U15组成，光耦U14引脚1通过 电阻R4和电阻R5接至三相交流电R相，光耦U14引脚2接至三相交流电S相，光耦U14引 脚1与光耦U15引脚2相连，光耦U12引脚1与光耦U15引脚1相连，光耦U14引脚3与光 耦U15引脚3相连，光耦U12引脚4与光耦U15引脚4相连，光耦U14引脚3接至电源0V， 光耦U14引脚4通过电阻R8接至电源+5V，光耦U14引脚4与控制芯片U28引脚30相连， 位置检测电路的作用是检测主转子在运动过程中的位置送入中央控制器进行分析处理，由 接插件J6、二极管D8?D10、电阻R31?R36、光耦U17?U19组成，接插件J6引脚1接至 电源' 0V，接插件J6引脚2接至电源' 12V，接插件J6引脚3与二极管D10阴极相连，接插 件J6引脚4与二极管D9阴极相连，接插件J6引脚5与二极管D8阴极相连，光耦U17? U19引脚1分别通过R31?R33接至电源+5V，光耦U17?U19引脚2分别与二极管D8? D10阳极相连，光耦U17?U19引脚4分别通过电阻R34?R36接至电源+5V，光耦U17? U19引脚3分别接至电源0V，光耦U17引脚4与控制芯片U28引脚5相连，光耦U18引脚4 与控制芯片U28引脚6相连，光耦U19引脚4与控制芯片U28引脚7相连，温度检测电路的 作用是检测主电路功率器件的温度送入中央控制器进行分析处理，由接插件J2、电阻 R71?R73、光耦U16组成，光耦U16引脚1通过电阻R71接至电源+5V，光耦U16引脚2与 接插件J2引脚2相连，插件J2引脚1接至电源' 0V，光耦U16引脚3接至电源0V，光耦U16 引脚4通过电阻R72接至电源+5V，光耦U16引脚4通过电阻R73与控制芯片U28引脚27 相连，电流检测电路的作用是分别检测U、V、W三相输出电流和直流母线电流送入中央控制 器进行分析处理，由接插件J4、电感L2?L5、电阻R12?R14、电阻R44?R47、电阻R49? R53、电容C41?C52、电阻R17、电阻R19、电阻R55?R59、电阻R63、电阻R64、运算放大器 U24的A部分U24A、运算放大器U24的C部分U24C、运算放大器U24的D部分U24D组成，接 插件J4引脚1接至电源+12V，接插件J4引脚2接至电源-12V，接插件J4引脚3通过电感 L4、电阻R52与二极管D14阳极相连，电阻R45、电阻R49、电容C45并联后一端与接插件J4 引脚3相连，另一端接至电源0V，电容C48的一端与电感L4和电阻R52串联节点相连，电容 C48的另一端接至电源OV，电容C51的一端与二极管D14阳极相连，电容C51的另一端接至 电源0V，接插件J4引脚4通过电感L3、电阻R51与二极管D13阳极相连，电阻R44、电阻 R47、电容C51并联后一端与接插件J4引脚4相连，另一端接至电源0V，电容C47的一端与 电感L3和电阻R51串联节点相连，电容C47的另一端接至电源0V，电容C50的一端与二极 管D13阳极相连，电容C50的另一端接至电源0V，接插件J4引脚5通过电感L2、电阻R14 与二极管D15阳极相连，电阻R12、电阻R13、电容C41并联后一端与接插件J4引脚5相连， 另一端接至电源0V，电容C42的一端与电感L2和电阻R14串联节点相连，电容C42的另一 端接至电源0V，电容C43的一端与二极管D15阳极相连，电容C43的另一端接至电源0V，接 插件J4引脚6通过电感L5、电阻R53与二极管D15阳极相连，电阻R46、电阻R50、电容C46 并联后一端与接插件J4引脚6相连，另一端接至电源0V，电容C49的一端与电感L5和电阻 R53串联节点相连，电容C49的另一端接至电源0V，电容C52的一端与二极管D15阳极相连， 电容C52的另一端接至电源0V，运算放大器U24引脚12通过电阻R58接至电源+5V，运算 放大器U24引脚12通过电阻R59接至电源0V，运算放大器U24引脚13与运算放大器U24 引脚14相连得到电源+2. 5V，运算放大器U24引脚3通过电阻R17与二极管D16阳极相连， 运算放大器U24引脚3过电阻R19接至电源+2. 5V，电阻R63两端分别与运算放大器U24引 脚1、引脚2相连，运算放大器U24引脚2通过电阻R55接至电源0V，运算放大器U24引脚 1与控制芯片U28的引脚2相连，运算放大器U24引脚10通过电阻R56与二极管D13阳极 相连，运算放大器U24引脚10过电阻R61接至电源+2. 5V，电阻R64两端分别与运算放大器 U24引脚8、引脚9相连，运算放大器U24引脚9通过电阻R57接至电源0V，运算放大器U24 引脚8与控制芯片U28的引脚3相连，过电流检测电路的作用是检测三相交流输出的任意 两相是否过电流送入中央控制器进行分析处理，由二极管D12?D16、运算放大器U30的B 部分U30B、电阻R66、电阻R68、电阻R86组成，二极管D13?D16的阴极分别与运算放大器 U30引脚6相连，电阻R66两端分别与运算放大器U30引脚5、引脚7相连，电阻R86引脚3 与运算放大器U30引脚5相连，电阻R86引脚1接至电源+5V，电阻R86引脚2接至电源0V， 二极管D12阴极与运算放大器U30引脚7相连，二极管D12阳极通过电阻R68接至电源+5V， 运算放大器U30引脚7与控制芯片U28的引脚18相连，电压检测电路作用是检测直流母线 电压送入中央控制器进行分析处理，由电阻R43、电阻R48、电压传感器U29、电阻R54、电容 C77组成，电压传感器U29引脚1通过电阻R43、电阻R48与逆变单元U23正输入端相连，电 压传感器U29引脚2与逆变单元U23正输入端相连，电压传感器U29引脚3接至电源-12V， 电压传感器U29引脚5接至电源+12V，电压传感器U29引脚4与运算放大器U30引脚2相 连，电阻R54与电容C77并联后一端与电压传感器U29引脚4相连，另一端接至电源0V，电 压传感器U29引脚4与控制芯片U28的引脚4相连，过电压检测电路作用是检测直流母线 电压是否过电压送入中央控制器进行分析处理，由运算放大器U30的A部分U30A、二极管 D11、电阻R60、电阻R62、电阻R85组成，电阻R60两端分别与运算放大器U30引脚1、引脚3 相连，电阻R85引脚3与运算放大器U30引脚3相连，电阻R85引脚1接至电源+5V，电阻 R85引脚2接至电源0V，二极管Dl 1阴极与运算放大器U30引脚1相连，二极管D12阳极通 过电阻R62接至电源+5V，运算放大器U30引脚1与控制芯片U28的引脚17相连，中央控制 器控制电路芯片的供电及IGBT的驱动供电由稳压模块U8?U12、稳压模块U26、电容C1、电 容C2、电容C21?C23、电容C40来实现，稳压模块U8?U12的正输入端接至电源' 12V，稳 压模块U8?U12的负输入端接至电源' OV，稳压模块U8的正输出端接至驱动模块U1引脚 4,稳压模块U8的负输出端接至驱动模块U1引脚6,稳压模块U9的正输出端接至驱动模块 U2引脚4,稳压模块U9的负输出端接至驱动模块U2引脚6,稳压模块U10的正输出端接至 驱动模块U3引脚4,稳压模块U10的负输出端接至驱动模块U3引脚6,稳压模块U11的正 输出端接至驱动模块U4?U7的引脚4,稳压模块Ul 1的负输出端接至驱动模块U4?U7的 引脚6,稳压模块U12的正输出端为电源+12V，稳压模块U12的负输出端为电源-12V，稳压 模块U12的公共输出端为电源0V，电容C1与C22并联，电容C1正极接至电源0V，电容C1 负极接至电源-12V，电容C2与C23并联，电容C2正极接至电源+12V，电容C2负极接至电 源0V，稳压模块U26引脚1接至电源+12V，稳压模块U26引脚2接至电源0V，稳压模块U26 引脚3输出电源+5V，电容C21与C40并联，电容C21正极接至电源+5V，电容C21负极接至 电源0V，编程口 J5、晶振Y1、电容C69、电容C70、电阻R30、控制芯片U28组成中央控制器， 晶振Y1、电容C69、电容C70为时钟电路，为中央控制器提供工作时钟信号，电阻R37?R42、 电阻R69、电容C71?C76、电容C78对中央控制器输出的PWM信号进行处理送入驱动电路， 编程口 J5引脚1与控制芯片U28引脚1相连，编程口 J5引脚2接至电源+5V，编程口 J5引 脚2接至电源0V，编程口 J5引脚4与控制芯片U28引脚25相连，编程口 J5引脚5与控制 芯片U28引脚26相连，晶振Y1两端分别与控制芯片U28引脚13、引脚14相连，电容C69 - 端与控制芯片U28引脚13相连，电容C69另一端接至电源0V，电容C70 -端与控制芯片U28 引脚14相连，电容C70另一端接至电源0V，控制芯片U28引脚1通过电阻R30接至电源 +5V，控制芯片U28的引脚11、引脚21、引脚32、引脚40分别接至电源+5V，控制芯片U28的 引脚12、引脚20、引脚31、引脚39分别接至电源0V，控制芯片U28引脚28通过电阻R69接 至驱动模块U7引脚14,电容C78与电阻R69并联，控制芯片U28引脚33通过电阻R42接至 驱动模块U6引脚14,电容C76与电阻R42并联，控制芯片U28引脚34通过电阻R41接至驱 动模块U3引脚14,电容C75与电阻R41并联，控制芯片U28引脚35通过电阻R40接至驱动 模块U5引脚14,电容C74与电阻R40并联，控制芯片U28引脚36通过电阻R39接至驱动模 块U2引脚14,电容C73与电阻R39并联，控制芯片U28引脚37通过电阻R38接至驱动模块 U4引脚14,电容C72与电阻R38并联，控制芯片U28引脚38通过电阻R37接至驱动模块U1 引脚14,电容C71与电阻R37并联，中央控制器根据检测电路中得到的信号进行处理分析， 输出信号控制直流接触器，该电路由电阻R65、电阻R67、三极管Q1、接插件J3、继电器K1、光 耦U20组成，光耦U20引脚1通过电阻R65与控制芯片U28引脚29相连，光耦U20引脚2 接至电源0V，光耦U20引脚4接至电源' 12V，光耦U20引脚3通过电阻R67与三极管Q1基 极相连，三极管Q1集电极与继电器K1线圈一端相连，继电器K1线圈另一端接至电源'12V， 继电器K1常开触点的一端接至电源' 12V，继电器K1常开触点的另一端与接插件J3引脚1 相连，接插件J3引脚2接至电源' 0V，三极管Q1发射极接至电源' 0V，逆变驱动电路的U相 上臂驱动电路由电阻R1、电阻R15、二极管D1、电容C7、电容C9、电容C26、电容C28组成，U 相下臂驱动电路由电阻R16、电阻R18、二极管D2、电容C8、电容C10、电容C27、电容C29组 成，驱动模块U1?U7引脚13接至电源0V，电容C9与电容C28并联，电容C9正极与驱动模 块U1引脚4相连，电容C9负极与驱动模块U1引脚6相连，电容C7、电容C26、二极管D1并 联，电容C7正极与二极管D1阴极相连，电容C7正极通过电阻R15与与驱动模块U1引脚4 相连，电容C7负极与驱动模块U1引脚6相连，驱动模块U1引脚5通过电阻R1与逆变单元 U23引脚20(GUP)相连，电容C7正极与逆变单元U23引脚21(EUP)相连，电容CIO与电容 C29并联，电容C10正极与驱动模块U4引脚4相连，电容C10负极与驱动模块U4引脚6相 连，电容C8、电容C27、二极管D2并联，电容C8正极与二极管D2阴极相连，电容C8正极通 过电阻R16与与驱动模块U4引脚4相连，电容C8负极与驱动模块U4引脚6相连，驱动模 块U4引脚5通过电阻R18与逆变单元U23引脚4 (GUN)相连，电容C8正极与逆变单元U23 引脚5 (EUN)相连，V相上臂驱动电路由电阻R2、电阻R20、二极管D3、电容C11、电容C13、电 容C30、电容C32组成，V相下臂驱动电路由电阻R21、电阻R22、二极管D4、电容C12、电容 C14、电容C31、电容C33组成，电容C13与电容C32并联，电容C13正极与驱动模块U2引脚 4相连，电容C13负极与驱动模块U2引脚6相连，电容C11、电容C30、二极管D3并联，电容 C11正极与二极管D3阴极相连，电容C11正极通过电阻R20与与驱动模块U2引脚4相连， 电容C11负极与驱动模块U2引脚6相连，驱动模块U2引脚5通过电阻R2与逆变单元U23 引脚22(GVP)相连，电容C11正极与逆变单元U23引脚23(EVP)相连，电容C14与电容C33 并联，电容C14正极与驱动模块U5引脚4相连，电容C14负极与驱动模块U5引脚6相连， 电容C12、电容C31、二极管D4并联，电容C12正极与二极管D4阴极相连，电容C12正极通 过电阻R21与与驱动模块U5引脚4相连，电容C12负极与驱动模块U5引脚6相连，驱动模 块U5引脚5通过电阻R22与逆变单元U23引脚6 (GVN)相连，电容C12正极与逆变单元U23 引脚7 (EVN)相连，W相上臂驱动电路由电阻R3、电阻R23、二极管D5、电容C15、电容C17、电 容C34、电容C36组成，W相下臂驱动电路由电阻R24、电阻R25、二极管D6、电容C16、电容 C18、电容C35、电容C37组成，电容C17与电容C36并联，电容C17正极与驱动模块U3引脚 4相连，电容C17负极与驱动模块U3引脚6相连，电容C15、电容C34、二极管D5并联，电容 C15正极与二极管D5阴极相连，电容C15正极通过电阻R23与与驱动模块U3引脚4相连， 电容C15负极与驱动模块U3引脚6相连，驱动模块U3引脚5通过电阻R3与逆变单元U23 引脚24(GWP)相连，电容C15正极与逆变单元U23引脚25(EWP)相连，电容C18与电容C37 并联，电容C18正极与驱动模块U6引脚4相连，电容C18负极与驱动模块U6引脚6相连， 电容C16、电容C35、二极管D6并联，电容C16正极与二极管D6阴极相连，电容C16正极通 过电阻R24与与驱动模块U6引脚4相连，电容C16负极与驱动模块U6引脚6相连，驱动模 块U6引脚5通过电阻R25与逆变单元U23引脚8 (GWN)相连，电容C16正极与逆变单元U23 引脚9 (EWN)相连，制动单元驱动电路由电阻R26、电阻R27、二极管D7、电容C19、电容C20、 电容C38、电容C39组成，电容C20与电容C39并联，电容C20正极与驱动模块U7引脚4相 连，电容C20负极与驱动模块U7引脚6相连，电容C19、电容C38、二极管D7并联，电容C19 正极与二极管D6阴极相连，电容C19正极通过电阻R26与与驱动模块U7引脚4相连，电容 C19负极与驱动模块U7引脚6相连，驱动模块U7引脚5通过电阻R27与功率器件VI栅极 相连，电容C19正极与功率器件VI发射极相连，升压控制电路中电阻R28、电阻R29分压后， 通过运算放大器U25的C部分U25C构成的电压跟随器后得到+6V电压，运算放大器U27的 A部分U27A反向输入端电压与+6V电压经过由电阻R81?R84、运算放大器U25的B部分 U25B组成的减法器后得到的电压信号经过运算放大器U25的A部分U25A组成的电压跟随 器后得到的电压通过电阻R78?R80、二极管D17、二极管D18、二极管D21充放电网络对电 容C83进行充放电，在电容C83上得到给定电压信号QG，运算放大器U25引脚10通过电阻 R28接至电源+12V，运算放大器U25引脚10通过电阻R29接至电源0V，运算放大器U25引 脚8与运算放大器U25引脚9相连得到电源+6V，运算放大器U25引脚5通过电阻R84接至 电源+6V，运算放大器U25引脚5通过电阻R83接至电源0V，运算放大器U25引脚6通过电 阻R82与运算放大器U27引脚2相连，电阻R81两端分别与运算放大器U25引脚6、引脚7 相连，运算放大器U25引脚3与运算放大器U25引脚7相连，运算放大器U25引脚1与运算 放大器U25引脚2相连，电阻R80与二极管D21串联后与电阻R79并联，二极管D21阴极与 运算放大器U25引脚1相连，电阻R80的另一端与电容C83正极相连，电容C83负极接至电 源0V，电阻R78与二极管D17串联，电阻R78的另一端与电容C83正极相连，二极管D17阴 极与运算放大器U27引脚7相连，二极管D18阳极与二极管D17阳极相连，二极管D18阴极 与运算放大器U27引脚1相连，电流保护指示电路由电阻R77、二极管D19构成，运算放大器 U27的A部分U27A与电阻R76构成滞回比较器，当反相输入端电压大于同相输入端电压，即 在电阻R117上所得到的电压时，输出端为低电位，当反相输入端电压小于同相输入端电压 时，输出端为高电位，通过调整电阻Rl 17值来改变输出电流的保护值，电阻Rl 17引脚1接 至+5V电源，电阻R117引脚3接至电源0V，电阻R117引脚2与运算放大器U27引脚3相 连，运算放大器U27引脚3通过电阻R76与运算放大器U27引脚1相连，电阻R77与二极管 D19相连，二极管D19阳极接至+5V电源，电阻R77另一端与与运算放大器U27引脚1相连， 过电压指示电路由电阻R74、二极管D20构成，运算放大器U27的B部分U27B与电阻R75构 成滞回比较器，当反相输入端电压大于同相输入端电压，即在电阻R116上所得到的电压 时，输出端为低电位，当反相输入端电压小于同相输入端电压时，输出端为高电位，通过调 整电阻R116值来改变输出电压的保护值，电阻R116引脚1接至+5V电源，电阻R116引脚 3接至电源0V，电阻R116引脚2与运算放大器U27引脚5相连，运算放大器U27引脚5通 过电阻R75与运算放大器U27引脚7相连，电阻R74与二极管D20,二极管D20阴极与与运 算放大器U27引脚7相连，电阻R74另一端接至+5V电源，给定电压信号QG经电容C53? C55、电阻R87?R89、运算放大器U31组成的滤波网络到控制芯片U33的5脚，为U33工作 提供给定信号，电阻R87的一端与电容C53相连，电容C53另一端接至电源0V，电阻R87的 另一端与运算放大器U31的同相输入端相连，电阻R88与电容C54并联后一端与运算放大 器U31的同相输入端相连，另一端接至电源0V，运算放大器U31的反相输入端与输出端相 连，通过电阻R89连接到控制芯片U33引脚5,控制芯片U33的引脚5与电容C55 -端相连， 电容C55另一端接至电源0V，电阻R90、电阻R92、电容C79、电容C80使控制芯片U33工作 能够软启动，电阻R92与电容C80并联，电容C80的正极与控制芯片U33引脚1，电容C80的 负极接至电源0V，电阻R90与电容C79串联，电容C79的负极接至电源0V，电容C80的正极 与控制芯片U33引脚2,电阻R90的另一端与控制芯片U33引脚1相连，电流传感器对高频 变压器T1 一次侧电流进行采样所得信号经过电阻R97?R101、电容C63组成的滤波网络到 控制芯片U33的4脚，为控制芯片U33工作提供给定信号，电阻R99与电阻R101串联，电阻 R101的另一端与电流传感器的输出相连，电阻R99的另一端与控制芯片U33引脚4相连，控 制芯片U33引脚4通过电阻R97接至-15V电源，控制芯片U33引脚4通过电阻R98接至电 源0V，谐波补偿电路由电阻R94、电阻R95、电容C57、电容C60、运算放大器U32组成，运算放 大器U32的同相输入端与控制芯片U33引脚8相连，运算放大器U32的反相输入端与输出 端相连，电阻R94、电容C60串联后与电阻R95和电容C57并联，电容C57 -端与控制芯片 U33引脚4相连，电容C57另一端与运算放大器U32输出端相连，震荡定时电路由电阻R91、 电阻R93、电容C56、电容C58组成，电阻R91与电阻R93并联，一端与控制芯片U33引脚8 相连，另一端接至电源0V，电容C56与电容C58并联，一端与控制芯片U33引脚9相连，另一 端接至电源0V，电流传感器对高频变压器T1 一次侧电流进行采样所得信号经过电阻 R100?R102、电容C62、电容C63为控制芯片U33提供外部关断，电阻R101与电阻R102串 联连接到控制芯片U33引脚16,电阻R100与电容C62并联，一端与控制芯片U33引脚16相 连，另一端接至电源0V，电阻R96为控制芯片U33输出级偏置电压输入的保护电阻，电容 C59、电容C61、电容C81、电容C82为滤波电容，电阻R96两端分别与控制芯片U33引脚13、 引脚15相连，电容C59与电容C81并联，一端与控制芯片U33引脚15相连，另一端接至电 源0V，电容C61与电容C82并联，一端与控制芯片U33引脚13相连，另一端接至电源0V，电 容C59、电容C61、电容C81、电容C82为滤波电容，由电阻R103?R105、电阻R113、电阻 R114、二极管D22、二极管D23、三极管Q2?Q5、电容C68组成全桥电路，两路信号经过隔离 变压器T2、隔离变压器T3、电阻R106?R112、电阻R115、二极管D24?D27、电容C64?C67 变为四路信号驱动逆变单元U21，三极管Q2的基极通过电阻R103与控制芯片U33引脚14 相连，三极管Q4的基极通过电阻R104与控制芯片U33引脚14相连，二极管D22的阴极与 控制芯片U33引脚14相连，二极管D22的阳极接至电源0V，三极管Q3的基极通过电阻R105 与控制芯片U33引脚11相连，三极管Q5的基极通过电阻R113与控制芯片U33引脚11相 连，二极管D23的阴极与控制芯片U33引脚11相连，二极管D11的阳极接至电源0V，三极管 Q2集电极与三极管Q4集电极相连后与隔离变压器T2和隔离变压器T3的引脚1相连，三极 管Q3集电极与三极管Q5集电极相连后，与电阻R114和电容C68并联后的一端相连，电阻 R114和电容C68并联后的另一端与隔离变压器T2和隔离变压器T3的引脚2相连，三极管 Q4发射极接至电源0V，三极管Q5发射极接至电源0V，三极管Q2发射极与三极管Q3发射极 相连，二极管D24与电阻R110串联后与电阻R106并联，二极管D24阴极与隔离变压器T2 引脚6相连，电阻R110的另一端与电容C64 -端相连，电容C64另一端与隔离变压器T2引 脚5相连，二极管D25与电阻R111串联后与电阻R107并联，二极管D25阴极与隔离变压器 T2引脚3相连，电阻R111的另一端与电容C65 -端相连，电容C65另一端与隔离变压器T2 引脚4相连，二极管D26与电阻R112串联后与电阻R108并联，二极管D26阴极与隔离变压 器T3引脚6相连，电阻R112的另一端与电容C66 -端相连，电容C66另一端与隔离变压器 T3引脚5相连，二极管D27与电阻R115串联后与电阻R109并联，二极管D27阴极与隔离变 压器T3引脚3相连，电阻R115的另一端与电容C67 -端相连，电容C67另一端与隔离变压 器T3引脚4相连，分别在电容C64、电容C65、电容C66、电容C67两端得到四路信号送去驱 动逆变单元U21。主电路和控制电路均安装在壳体中。
[0005] 本实用新型的优点在于：利用矢量变频控制技术，设计一种同步变频式交流电机 变频控制器，即该控制器保留常规矢量变频控制器的硬特性，设计控制线路采用同步控制 电路，即：做为动力的内燃发电机组工作在可变转速工况，通过传感器采集内燃发电机组的 转速或输出的交流电源的频率信号，通过特殊设计的控制线路，控制该控制器的交流输出， 使输出交流电的频率与电压和输入交流电的频率同步变化，控制和调整交流电机的转速， 从而既保留了矢量控制器满足交流电机硬特性的需要，又使控制器的输出频率与机组转 速(机组输出的频率）同步，达到通过机组原动机油门踏板控制交流电机转速的目的，实现 用内燃发机组原动机的油门踏板控制工程机械作业机构动作及底盘实现无级变速行走，如 此，使工程机械模拟汽车行走工况成为可能。
【专利附图】
【附图说明】
[0006] 图1是本实用新型电路连接关系不意图；
[0007] 图2是本实用新型电原理图之一，图2右侧与图3左侧相接，图2下部与图4上部 相接；
[0008] 图3是本实用新型电原理图之二，图3左侧与图2右侧相接，图3下部与图5上部 相接；
[0009] 图4是本实用新型电原理图之三，图4上部与图2下部相接，图4右侧与图5左侧 相接；
[0010] 图5是本实用新型电原理图之四，图5上部与图3下部相接，图5左侧与图4右侧 相接；
[0011] 图6是本实用新型结构示意图，图中主要所示为主电路和控制电路安装在壳体 中。
【具体实施方式】
[0012] 本实用新型所述的同步变频式交流电机矢量变频控制器包括主电路61和控制电 路62,主电路61包括整流器1，整流器1的输出端与滤波器2的输入端连接，滤波器2的输 出端与第一逆变单元3的输入端连接，第一逆变单元3的输出端与高频主变压器4的输入 端连接，高频主变压器4的输出端与高频整流器5的输入端连接，高频整流器5的输出端与 高频滤波器6的输入端连接，高频滤波器6的输出端与制动单元7的输入端连接，制动单元 7的输出端与第二逆变单元8的输入端连接，第二逆变单元8的输出端与负载电机13的输 入端连接，控制电路62包括检测单元9、中央控制器10、逆变驱动电路11和升压控制电路 12。本实用新型专利是提供一种以变频、变压交流内燃发电机组做为动力、实现对交流电机 进行变频调速控制、达到无级变速驱动目的的电气设备。做为提供动力的内燃发电机组在 使用该控制器控制交流电机驱动时，是工作在可变转速工况，通过机组原动机汽油机、柴油 机或天燃气发动机的油门踏板控制机组的运转转速，使机组向控制器输出一个自然变频、 变压的交流电。该控制器输出一个可变频率、可变电压的交流电，且输出的交流电频率与输 入的交流电频率同步变化。从而实现用机组原动机油门踏板控制交流作业与行走电机无级 变速、达到模拟汽车行走特性的目的。本实用新型降低了底盘行走时的能耗，达到提高效率 和大大的降低成本的目的，同时降低了底盘行走时发电机组发出的噪音，使电动车辆模拟 汽车行走工况成为可能。
[0013] 本实用新型所述主电路61及控制电路62的连接关系如下：整流器1将输入的电 压、频率可变的三相交流电通过整流器U13后整流成直流电，滤波器2由电阻R70、直流接触 器KM1、接插件J1、电容C3、电容C4、电容C24、电阻R6、电阻R7组成，电容C24为吸收电容、 电容C3、电容C4为滤波电容，电阻R6、电阻R7为均压电阻，整流器U13正输出端通过电阻 R70与逆变单元U21正输入端相连，整流器U13负输出端与逆变单元U21负输入端相连，直 流接触器KM1常开触电与电阻R70并联，直流接触器KM1线圈两端与接插件J1引脚1、2相 连，电容C24 -端与逆变单元U21正输入端相连，电容C24另一端与逆变单元U21负输入端 相连，电容C3与电容C4串联，电容C3正极与逆变单元U21正输入端相连，电容C4负极与 逆变单元U21负输入端相连，电阻R6与电容C3并联，电阻R7与电容C4并联，第一逆变单 元3将输入的直流电通过逆变单元U21逆变输出频率KTlOOkHz高频交流电，高频主变压 器4中高频变压器T1的一次侧绕组两端输入高频交流电，高频变压器T1的二次侧绕组两 端进行输出，高频变压器T1二次侧绕组两端得到的交流电通过高频整流器5U22整流输出 直流电，高频滤波器6由电抗器L1、电容C25、电容C5、电容C6、电阻R9、电阻R10组成，L1 为电抗器，电容C25为吸收电容，电容C5、电容C6为滤波电容，电阻R9、电阻R10为均压电 阻，高频整流器U22正输出端通过电抗器L1与逆变单元U23正输入端相连，整流器U22负 输出端与逆变单元U23负输入端相连，电容C25 -端与逆变单元U23正输入端相连，电容 C25另一端与逆变单元U23负输入端相连，电容C5与电容C6串联，电容C5正极与逆变单元 U21正输入端相连，电容C6负极与逆变单元U21负输入端相连，电阻R9与电容C5并联，电 阻R10与电容C6并联，制动单元7由电阻R11和功率器件VI组成，功率器件VI集电极通 过电阻R11与逆变单元U23正输入端相连，功率器件VI发射极与逆变单元U23负输入端相 连，第二逆变单元8输入的直流电通过逆变单元U23逆变输出频率与输入频率同步变化且 具有适用于电机"硬特性"的交流电，检测单元9中过零检测电路的作用是检测频率信号送 入中央控制器进行分析处理，由电阻R4、电阻R5、电阻R8、光耦U14、光耦U15组成，光耦U14 引脚1通过电阻R4和电阻R5接至三相交流电R相，光耦U14引脚2接至三相交流电S相， 光耦U14引脚1与光耦U15引脚2相连，光耦U12引脚1与光耦U15引脚1相连，光耦U14 引脚3与光耦U15引脚3相连，光耦U12引脚4与光耦U15引脚4相连，光耦U14引脚3接 至电源0V，光耦U14引脚4通过电阻R8接至电源+5V，光耦U14引脚4与控制芯片U28引 脚30相连，位置检测电路的作用是检测主转子在运动过程中的位置送入中央控制器进行 分析处理，由接插件J6、二极管D8?D10、电阻R31?R36、光耦U17?U19组成，接插件J6 引脚1接至电源' 0V，接插件J6引脚2接至电源' 12V，接插件J6引脚3与二极管D10阴极 相连，接插件J6引脚4与二极管D9阴极相连，接插件J6引脚5与二极管D8阴极相连，光 耦U17?U19引脚1分别通过R31?R33接至电源+5V，光耦U17?U19引脚2分别与二极 管D8?D10阳极相连，光耦U17?U19引脚4分别通过电阻R34?R36接至电源+5V，光耦 U17?U19引脚3分别接至电源0V，光耦U17引脚4与控制芯片U28引脚5相连，光耦U18 引脚4与控制芯片U28引脚6相连，光耦U19引脚4与控制芯片U28引脚7相连，温度检测 电路的作用是检测主电路功率器件的温度送入中央控制器进行分析处理，由接插件J2、电 阻R71?R73、光耦U16组成，光耦U16引脚1通过电阻R71接至电源+5V，光耦U16引脚2 与接插件J2引脚2相连，插件J2引脚1接至电源' 0V，光耦U16引脚3接至电源0V，光耦 U16引脚4通过电阻R72接至电源+5V，光耦U16引脚4通过电阻R73与控制芯片U28引脚 27相连，电流检测电路的作用是分别检测U、V、W三相输出电流和直流母线电流送入中央控 制器进行分析处理，由接插件J4、电感L2?L5、电阻R12?R14、电阻R44?R47、电阻R49? R53、电容C41?C52、电阻R17、电阻R19、电阻R55?R59、电阻R63、电阻R64、运算放大器 U24的A部分U24A、运算放大器U24的C部分U24C、运算放大器U24的D部分U24D组成，接 插件J4引脚1接至电源+12V，接插件J4引脚2接至电源-12V，接插件J4引脚3通过电感 L4、电阻R52与二极管D14阳极相连，电阻R45、电阻R49、电容C45并联后一端与接插件J4 引脚3相连，另一端接至电源0V，电容C48的一端与电感L4和电阻R52串联节点相连，电容 C48的另一端接至电源OV，电容C51的一端与二极管D14阳极相连，电容C51的另一端接至 电源0V，接插件J4引脚4通过电感L3、电阻R51与二极管D13阳极相连，电阻R44、电阻 R47、电容C51并联后一端与接插件J4引脚4相连，另一端接至电源0V，电容C47的一端与 电感L3和电阻R51串联节点相连，电容C47的另一端接至电源0V，电容C50的一端与二极 管D13阳极相连，电容C50的另一端接至电源0V，接插件J4引脚5通过电感L2、电阻R14 与二极管D15阳极相连，电阻R12、电阻R13、电容C41并联后一端与接插件J4引脚5相连， 另一端接至电源0V，电容C42的一端与电感L2和电阻R14串联节点相连，电容C42的另一 端接至电源0V，电容C43的一端与二极管D15阳极相连，电容C43的另一端接至电源0V，接 插件J4引脚6通过电感L5、电阻R53与二极管D15阳极相连，电阻R46、电阻R50、电容C46 并联后一端与接插件J4引脚6相连，另一端接至电源0V，电容C49的一端与电感L5和电阻 R53串联节点相连，电容C49的另一端接至电源0V，电容C52的一端与二极管D15阳极相连， 电容C52的另一端接至电源0V，运算放大器U24引脚12通过电阻R58接至电源+5V，运算 放大器U24引脚12通过电阻R59接至电源0V，运算放大器U24引脚13与运算放大器U24 引脚14相连得到电源+2. 5V，运算放大器U24引脚3通过电阻R17与二极管D16阳极相连， 运算放大器U24引脚3过电阻R19接至电源+2. 5V，电阻R63两端分别与运算放大器U24引 脚1、引脚2相连，运算放大器U24引脚2通过电阻R55接至电源0V，运算放大器U24引脚 1与控制芯片U28的引脚2相连，运算放大器U24引脚10通过电阻R56与二极管D13阳极 相连，运算放大器U24引脚10过电阻R61接至电源+2. 5V，电阻R64两端分别与运算放大器 U24引脚8、引脚9相连，运算放大器U24引脚9通过电阻R57接至电源0V，运算放大器U24 引脚8与控制芯片U28的引脚3相连，过电流检测电路的作用是检测三相交流输出的任意 两相是否过电流送入中央控制器进行分析处理，由二极管D12?D16、运算放大器U30的B 部分U30B、电阻R66、电阻R68、电阻R86组成，二极管D13?D16的阴极分别与运算放大器 U30引脚6相连，电阻R66两端分别与运算放大器U30引脚5、引脚7相连，电阻R86引脚3 与运算放大器U30引脚5相连，电阻R86引脚1接至电源+5V，电阻R86引脚2接至电源0V， 二极管D12阴极与运算放大器U30引脚7相连，二极管D12阳极通过电阻R68接至电源+5V， 运算放大器U30引脚7与控制芯片U28的引脚18相连，电压检测电路作用是检测直流母线 电压送入中央控制器进行分析处理，由电阻R43、电阻R48、电压传感器U29、电阻R54、电容 C77组成，电压传感器U29引脚1通过电阻R43、电阻R48与逆变单元U23正输入端相连，电 压传感器U29引脚2与逆变单元U23正输入端相连，电压传感器U29引脚3接至电源-12V， 电压传感器U29引脚5接至电源+12V，电压传感器U29引脚4与运算放大器U30引脚2相 连，电阻R54与电容C77并联后一端与电压传感器U29引脚4相连，另一端接至电源0V，电 压传感器U29引脚4与控制芯片U28的引脚4相连，过电压检测电路作用是检测直流母线 电压是否过电压送入中央控制器进行分析处理，由运算放大器U30的A部分U30A、二极管 D11、电阻R60、电阻R62、电阻R85组成，电阻R60两端分别与运算放大器U30引脚1、引脚3 相连，电阻R85引脚3与运算放大器U30引脚3相连，电阻R85引脚1接至电源+5V，电阻 R85引脚2接至电源0V，二极管D11阴极与运算放大器U30引脚1相连，二极管D12阳极通 过电阻R62接至电源+5V，运算放大器U30引脚1与控制芯片U28的引脚17相连，中央控制 器10控制电路芯片的供电及IGBT的驱动供电由稳压模块U8?U12、稳压模块U26、电容 C1、电容C2、电容C21?C23、电容C40来实现，稳压模块U8?U12的正输入端接至电 源' 12V，稳压模块U8?U12的负输入端接至电源' OV，稳压模块U8的正输出端接至驱动模 块U1引脚4,稳压模块U8的负输出端接至驱动模块U1引脚6,稳压模块U9的正输出端接 至驱动模块U2引脚4,稳压模块U9的负输出端接至驱动模块U2引脚6,稳压模块U10的正 输出端接至驱动模块U3引脚4,稳压模块U10的负输出端接至驱动模块U3引脚6,稳压模 块U11的正输出端接至驱动模块U4?U7的引脚4,稳压模块U11的负输出端接至驱动模块 U4?U7的引脚6,稳压模块U12的正输出端为电源+12V，稳压模块U12的负输出端为电 源-12V，稳压模块U12的公共输出端为电源0V，电容C1与C22并联，电容C1正极接至电源 0V，电容C1负极接至电源-12V，电容C2与C23并联，电容C2正极接至电源+12V，电容C2 负极接至电源0V，稳压模块U26引脚1接至电源+12V，稳压模块U26引脚2接至电源0V，稳 压模块U26引脚3输出电源+5V，电容C21与C40并联，电容C21正极接至电源+5V，电容 C21负极接至电源0V，编程口 J5、晶振Y1、电容C69、电容C70、电阻R30、控制芯片U28组成 中央控制器，晶振Y1、电容C69、电容C70为时钟电路，为中央控制器提供工作时钟信号，电 阻R37?R42、电阻R69、电容C71?C76、电容C78对中央控制器输出的PWM信号进行处理 送入驱动电路，编程口 J5引脚1与控制芯片U28引脚1相连，编程口 J5引脚2接至电源 +5V，编程口 J5引脚2接至电源0V，编程口 J5引脚4与控制芯片U28引脚25相连，编程口 J5引脚5与控制芯片U28引脚26相连，晶振Y1两端分别与控制芯片U28引脚13、引脚14 相连，电容C69 -端与控制芯片U28引脚13相连，电容C69另一端接至电源0V，电容C70 - 端与控制芯片U28引脚14相连，电容C70另一端接至电源0V，控制芯片U28引脚1通过电 阻R30接至电源+5V，控制芯片U28的引脚11、引脚21、引脚32、引脚40分别接至电源+5V， 控制芯片U28的引脚12、引脚20、引脚31、引脚39分别接至电源0V，控制芯片U28引脚28 通过电阻R69接至驱动模块U7引脚14,电容C78与电阻R69并联，控制芯片U28引脚33通 过电阻R42接至驱动模块U6引脚14,电容C76与电阻R42并联，控制芯片U28引脚34通过 电阻R41接至驱动模块U3引脚14,电容C75与电阻R41并联，控制芯片U28引脚35通过电 阻R40接至驱动模块U5引脚14,电容C74与电阻R40并联，控制芯片U28引脚36通过电阻 R39接至驱动模块U2引脚14,电容C73与电阻R39并联，控制芯片U28引脚37通过电阻 R38接至驱动模块U4引脚14,电容C72与电阻R38并联，控制芯片U28引脚38通过电阻 R37接至驱动模块U1引脚14,电容C71与电阻R37并联，中央控制器根据检测电路中得到 的信号进行处理分析，输出信号控制直流接触器，该电路由电阻R65、电阻R67、三极管Q1、 接插件J3、继电器K1、光耦U20组成，光耦U20引脚1通过电阻R65与控制芯片U28引脚29 相连，光耦U20引脚2接至电源0V，光耦U20引脚4接至电源' 12V，光耦U20引脚3通过电 阻R67与三极管Q1基极相连，三极管Q1集电极与继电器K1线圈一端相连，继电器K1线圈 另一端接至电源' 12V，继电器K1常开触点的一端接至电源' 12V，继电器K1常开触点的另 一端与接插件J3引脚1相连，接插件J3引脚2接至电源' 0V，三极管Q1发射极接至电 源' 0V，逆变驱动电路11的U相上臂驱动电路由电阻R1、电阻R15、二极管D1、电容C7、电容 C9、电容C26、电容C28组成，U相下臂驱动电路由电阻R16、电阻R18、二极管D2、电容C8、电 容C10、电容C27、电容C29组成，驱动模块U1?U7引脚13接至电源0V，电容C9与电容C28 并联，电容C9正极与驱动模块U1引脚4相连，电容C9负极与驱动模块U1引脚6相连，电 容C7、电容C26、二极管D1并联，电容C7正极与二极管D1阴极相连，电容C7正极通过电阻 R15与与驱动模块U1引脚4相连，电容C7负极与驱动模块U1引脚6相连，驱动模块U1引 脚5通过电阻R1与逆变单元U23引脚20 (GUP)相连，电容C7正极与逆变单元U23引脚 21 (EUP)相连，电容C10与电容C29并联，电容C10正极与驱动模块U4引脚4相连，电容C10 负极与驱动模块U4引脚6相连，电容C8、电容C27、二极管D2并联，电容C8正极与二极管 D2阴极相连，电容C8正极通过电阻R16与与驱动模块U4引脚4相连，电容C8负极与驱动 模块U4引脚6相连，驱动模块U4引脚5通过电阻R18与逆变单元U23引脚4 (GUN)相连， 电容C8正极与逆变单元U23引脚5(EUN)相连，V相上臂驱动电路由电阻R2、电阻R20、二 极管D3、电容C11、电容C13、电容C30、电容C32组成，V相下臂驱动电路由电阻R21、电阻 R22、二极管D4、电容C12、电容C14、电容C31、电容C33组成，电容C13与电容C32并联，电 容C13正极与驱动模块U2引脚4相连，电容C13负极与驱动模块U2引脚6相连，电容C11、 电容C30、二极管D3并联，电容C11正极与二极管D3阴极相连，电容C11正极通过电阻R20 与与驱动模块U2引脚4相连，电容C11负极与驱动模块U2引脚6相连，驱动模块U2引脚 5通过电阻R2与逆变单元U23引脚22(GVP)相连，电容C11正极与逆变单元U23引脚 23 (EVP)相连，电容C14与电容C33并联，电容C14正极与驱动模块U5引脚4相连，电容C14 负极与驱动模块U5引脚6相连，电容C12、电容C31、二极管D4并联，电容C12正极与二极 管D4阴极相连，电容C12正极通过电阻R21与与驱动模块U5引脚4相连，电容C12负极与 驱动模块U5引脚6相连，驱动模块U5引脚5通过电阻R22与逆变单元U23引脚6 (GVN)相 连，电容C12正极与逆变单元U23引脚7 (EVN)相连，W相上臂驱动电路由电阻R3、电阻R23、 二极管D5、电容C15、电容C17、电容C34、电容C36组成，W相下臂驱动电路由电阻R24、电阻 R25、二极管D6、电容C16、电容C18、电容C35、电容C37组成，电容C17与电容C36并联，电 容C17正极与驱动模块U3引脚4相连，电容C17负极与驱动模块U3引脚6相连，电容C15、 电容C34、二极管D5并联，电容C15正极与二极管D5阴极相连，电容C15正极通过电阻R23 与与驱动模块U3引脚4相连，电容C15负极与驱动模块U3引脚6相连，驱动模块U3引脚 5通过电阻R3与逆变单元U23引脚24(GWP)相连，电容C15正极与逆变单元U23引脚 25(EWP)相连，电容C18与电容C37并联，电容C18正极与驱动模块U6引脚4相连，电容C18 负极与驱动模块U6引脚6相连，电容C16、电容C35、二极管D6并联，电容C16正极与二极 管D6阴极相连，电容C16正极通过电阻R24与与驱动模块U6引脚4相连，电容C16负极与 驱动模块U6引脚6相连，驱动模块U6引脚5通过电阻R25与逆变单元U23引脚8 (GWN)相 连，电容C16正极与逆变单元U23引脚9(EWN)相连，制动单元驱动电路由电阻R26、电阻 R27、二极管D7、电容C19、电容C20、电容C38、电容C39组成，电容C20与电容C39并联，电 容C20正极与驱动模块U7引脚4相连，电容C20负极与驱动模块U7引脚6相连，电容C19、 电容C38、二极管D7并联，电容C19正极与二极管D6阴极相连，电容C19正极通过电阻R26 与与驱动模块U7引脚4相连，电容C19负极与驱动模块U7引脚6相连，驱动模块U7引脚 5通过电阻R27与功率器件VI栅极相连，电容C19正极与功率器件VI发射极相连，升压控 制电路12中电阻R28、电阻R29分压后，通过运算放大器U25的C部分U25C构成的电压跟 随器后得到+6V电压，运算放大器U27的A部分U27A反向输入端电压与+6V电压经过由电 阻R81?R84、运算放大器U25的B部分U25B组成的减法器后得到的电压信号经过运算放 大器U25的A部分U25A组成的电压跟随器后得到的电压通过电阻R78?R80、二极管D17、 二极管D18、二极管D21充放电网络对电容C83进行充放电，在电容C83上得到给定电压信 号QG，运算放大器U25引脚10通过电阻R28接至电源+12V，运算放大器U25引脚10通过 电阻R29接至电源OV，运算放大器U25引脚8与运算放大器U25引脚9相连得到电源+6V， 运算放大器U25引脚5通过电阻R84接至电源+6V，运算放大器U25引脚5通过电阻R83接 至电源0V，运算放大器U25引脚6通过电阻R82与运算放大器U27引脚2相连，电阻R81两 端分别与运算放大器U25引脚6、引脚7相连，运算放大器U25引脚3与运算放大器U25引 脚7相连，运算放大器U25引脚1与运算放大器U25引脚2相连，电阻R80与二极管D21串 联后与电阻R79并联，二极管D21阴极与运算放大器U25引脚1相连，电阻R80的另一端与 电容C83正极相连，电容C83负极接至电源0V，电阻R78与二极管D17串联，电阻R78的另 一端与电容C83正极相连，二极管D17阴极与运算放大器U27引脚7相连，二极管D18阳极 与二极管D17阳极相连，二极管D18阴极与运算放大器U27引脚1相连，电流保护指示电路 由电阻R77、二极管D19构成，运算放大器U27的A部分U27A与电阻R76构成滞回比较器， 当反相输入端电压大于同相输入端电压，即在电阻R117上所得到的电压时，输出端为低电 位，当反相输入端电压小于同相输入端电压时，输出端为高电位，通过调整电阻R117值来 改变输出电流的保护值，电阻R117引脚1接至+5V电源，电阻R117引脚3接至电源0V，电 阻R117引脚2与运算放大器U27引脚3相连，运算放大器U27引脚3通过电阻R76与运算 放大器U27引脚1相连，电阻R77与二极管D19相连，二极管D19阳极接至+5V电源，电阻 R77另一端与与运算放大器U27引脚1相连，过电压指示电路由电阻R74、二极管D20构成， 运算放大器U27的B部分U27B与电阻R75构成滞回比较器，当反相输入端电压大于同相输 入端电压，即在电阻R116上所得到的电压时，输出端为低电位，当反相输入端电压小于同 相输入端电压时，输出端为高电位，通过调整电阻R116值来改变输出电压的保护值，电阻 R116引脚1接至+5V电源，电阻R116引脚3接至电源0V，电阻R116引脚2与运算放大器 U27引脚5相连，运算放大器U27引脚5通过电阻R75与运算放大器U27引脚7相连，电阻 R74与二极管D20,二极管D20阴极与与运算放大器U27引脚7相连，电阻R74另一端接至 +5V电源，给定电压信号QG经电容C53?C55、电阻R87?R89、运算放大器U31组成的滤波 网络到控制芯片U33的5脚，为U33工作提供给定信号，电阻R87的一端与电容C53相连， 电容C53另一端接至电源0V，电阻R87的另一端与运算放大器U31的同相输入端相连，电阻 R88与电容C54并联后一端与运算放大器U31的同相输入端相连，另一端接至电源0V，运算 放大器U31的反相输入端与输出端相连，通过电阻R89连接到控制芯片U33引脚5,控制芯 片U33的引脚5与电容C55 -端相连，电容C55另一端接至电源0V，电阻R90、电阻R92、电 容C79、电容C80使控制芯片U33工作能够软启动，电阻R92与电容C80并联，电容C80的正 极与控制芯片U33引脚1，电容C80的负极接至电源0V，电阻R90与电容C79串联，电容C79 的负极接至电源0V，电容C80的正极与控制芯片U33引脚2,电阻R90的另一端与控制芯片 U33引脚1相连，电流传感器对高频变压器T1 一次侧电流进行采样所得信号经过电阻 R97?R101、电容C63组成的滤波网络到控制芯片U33的4脚，为控制芯片U33工作提供给 定信号，电阻R99与电阻R101串联，电阻R101的另一端与电流传感器的输出相连，电阻R99 的另一端与控制芯片U33引脚4相连，控制芯片U33引脚4通过电阻R97接至-15V电源， 控制芯片U33引脚4通过电阻R98接至电源0V，谐波补偿电路由电阻R94、电阻R95、电容 C57、电容C60、运算放大器U32组成，运算放大器U32的同相输入端与控制芯片U33引脚8 相连，运算放大器U32的反相输入端与输出端相连，电阻R94、电容C60串联后与电阻R95和 电容C57并联，电容C57 -端与控制芯片U33引脚4相连，电容C57另一端与运算放大器 U32输出端相连，震荡定时电路由电阻R91、电阻R93、电容C56、电容C58组成，电阻R91与 电阻R93并联，一端与控制芯片U33引脚8相连，另一端接至电源0V，电容C56与电容C58 并联，一端与控制芯片U33引脚9相连，另一端接至电源0V，电流传感器对高频变压器T1 一 次侧电流进行采样所得信号经过电阻R100?R102、电容C62、电容C63为控制芯片U33提 供外部关断，电阻R101与电阻R102串联连接到控制芯片U33引脚16,电阻R100与电容C62 并联，一端与控制芯片U33引脚16相连，另一端接至电源0V，电阻R96为控制芯片U33输出 级偏置电压输入的保护电阻，电容C59、电容C61、电容C81、电容C82为滤波电容，电阻R96 两端分别与控制芯片U33引脚13、引脚15相连，电容C59与电容C81并联，一端与控制芯片 U33引脚15相连，另一端接至电源0V，电容C61与电容C82并联，一端与控制芯片U33引脚 13相连，另一端接至电源0V，电容C59、电容C61、电容C81、电容C82为滤波电容，由电阻 R103?R105、电阻R113、电阻R114、二极管D22、二极管D23、三极管Q2?Q5、电容C68组成 全桥电路，两路信号经过隔离变压器T2、隔离变压器T3、电阻R106?R112、电阻R115、二极 管D24?D27、电容C64?C67变为四路信号驱动逆变单元U21，三极管Q2的基极通过电阻 R103与控制芯片U33引脚14相连，三极管Q4的基极通过电阻R104与控制芯片U33引脚 14相连，二极管D22的阴极与控制芯片U33引脚14相连，二极管D22的阳极接至电源0V， 三极管Q3的基极通过电阻R105与控制芯片U33引脚11相连，三极管Q5的基极通过电阻 R113与控制芯片U33引脚11相连，二极管D23的阴极与控制芯片U33引脚11相连，二极管 D11的阳极接至电源0V，三极管Q2集电极与三极管Q4集电极相连后与隔离变压器T2和隔 离变压器T3的引脚1相连，三极管Q3集电极与三极管Q5集电极相连后，与电阻R114和电 容C68并联后的一端相连，电阻R114和电容C68并联后的另一端与隔离变压器T2和隔离 变压器T3的引脚2相连，三极管Q4发射极接至电源0V，三极管Q5发射极接至电源0V，三 极管Q2发射极与三极管Q3发射极相连，二极管D24与电阻R110串联后与电阻R106并联， 二极管D24阴极与隔离变压器T2引脚6相连，电阻R110的另一端与电容C64 -端相连，电 容C64另一端与隔离变压器T2引脚5相连，二极管D25与电阻R111串联后与电阻R107并 联，二极管D25阴极与隔离变压器T2引脚3相连，电阻R111的另一端与电容C65-端相连， 电容C65另一端与隔离变压器T2引脚4相连，二极管D26与电阻R112串联后与电阻R108 并联，二极管D26阴极与隔离变压器T3引脚6相连，电阻R112的另一端与电容C66 -端相 连，电容C66另一端与隔离变压器T3引脚5相连，二极管D27与电阻R115串联后与电阻 R109并联，二极管D27阴极与隔离变压器T3引脚3相连，电阻R115的另一端与电容C67 - 端相连，电容C67另一端与隔离变压器T3引脚4相连，分别在电容C64、电容C65、电容C66、 电容C67两端得到四路信号送去驱动逆变单元U21。上述结构具有运行稳定、故障率低、控 制精度高、成本相对低廉的优点。
[0014] 本实用新型可将主电路61和控制电路62均安装在壳体14中，制成一个独立的控 制器单元，便于与车辆其它部件连接。
【权利要求】
1. 同步变频式交流电机矢量变频控制器，其特征在于：包括主电路（61)和控制电路 (62)，主电路（61)包括整流器（1)，整流器（1)的输出端与滤波器（2)的输入端连接，滤波 器（2)的输出端与第一逆变单元（3)的输入端连接，第一逆变单元（3)的输出端与高频主变 压器（4)的输入端连接，高频主变压器（4)的输出端与高频整流器（5)的输入端连接，高频 整流器（5)的输出端与高频滤波器（6)的输入端连接，高频滤波器（6)的输出端与制动单元 (7)的输入端连接，制动单元（7)的输出端与第二逆变单元（8)的输入端连接，第二逆变单 元（8 )的输出端与负载电机（13 )的输入端连接，控制电路（62 )包括检测单元（9 )、中央控制 器（10 )、逆变驱动电路（11)和升压控制电路（12 )。
2. 根据权利要求1所述的同步变频式交流电机矢量变频控制器，其特征在于：主电路 (61)及控制电路（62)的连接关系如下：整流器（1)将输入的电压、频率可变的三相交流电 通过整流器U13后整流成直流电，滤波器（2 )由电阻R70、直流接触器KM1、接插件J1、电容 C3、电容C4、电容C24、电阻R6、电阻R7组成，电容C24为吸收电容、电容C3、电容C4为滤波 电容，电阻R6、电阻R7为均压电阻，整流器U13正输出端通过电阻R70与逆变单元U21正输 入端相连，整流器U13负输出端与逆变单元U21负输入端相连，直流接触器KM1常开触电与 电阻R70并联，直流接触器KM1线圈两端与接插件J1引脚1、2相连，电容C24-端与逆变 单元U21正输入端相连，电容C24另一端与逆变单元U21负输入端相连，电容C3与电容C4 串联，电容C3正极与逆变单元U21正输入端相连，电容C4负极与逆变单元U21负输入端相 连，电阻R6与电容C3并联，电阻R7与电容C4并联，第一逆变单元（3)将输入的直流电通 过逆变单元U21逆变输出频率KTlOOkHz高频交流电，高频主变压器（4)中高频变压器T1 的一次侧绕组两端输入高频交流电，高频变压器T1的二次侧绕组两端进行输出，高频变压 器T1二次侧绕组两端得到的交流电通过高频整流器（5) U22整流输出直流电，高频滤波器 (6)由电抗器L1、电容C25、电容C5、电容C6、电阻R9、电阻R10组成，L1为电抗器，电容C25 为吸收电容，电容C5、电容C6为滤波电容，电阻R9、电阻R10为均压电阻，高频整流器U22 正输出端通过电抗器L1与逆变单元U23正输入端相连，整流器U22负输出端与逆变单元 U23负输入端相连，电容C25 -端与逆变单元U23正输入端相连，电容C25另一端与逆变单 元U23负输入端相连，电容C5与电容C6串联，电容C5正极与逆变单元U21正输入端相连， 电容C6负极与逆变单元U21负输入端相连，电阻R9与电容C5并联，电阻R10与电容C6并 联，制动单元（7)由电阻R11和功率器件VI组成，功率器件VI集电极通过电阻R11与逆变 单元U23正输入端相连，功率器件VI发射极与逆变单元U23负输入端相连，第二逆变单元 (8 )输入的直流电通过逆变单元U23逆变输出频率与输入频率同步变化且具有适用于电机 "硬特性"的交流电，检测单元（9)中过零检测电路的作用是检测频率信号送入中央控制器 进行分析处理，由电阻R4、电阻R5、电阻R8、光耦U14、光耦U15组成，光耦U14引脚1通过 电阻R4和电阻R5接至三相交流电R相，光耦U14引脚2接至三相交流电S相，光耦U14引 脚1与光耦U15引脚2相连，光耦U12引脚1与光耦U15引脚1相连，光耦U14引脚3与光 耦U15引脚3相连，光耦U12引脚4与光耦U15引脚4相连，光耦U14引脚3接至电源0V， 光耦U14引脚4通过电阻R8接至电源+5V，光耦U14引脚4与控制芯片U28引脚30相连， 位置检测电路的作用是检测主转子在运动过程中的位置送入中央控制器进行分析处理，由 接插件J6、二极管D8?D10、电阻R31?R36、光耦U17?U19组成，接插件J6引脚1接至 电源' 0V，接插件J6引脚2接至电源' 12V，接插件J6引脚3与二极管D10阴极相连，接插 件J6引脚4与二极管D9阴极相连，接插件J6引脚5与二极管D8阴极相连，光耦U17? U19引脚1分别通过R31?R33接至电源+5V，光耦U17?U19引脚2分别与二极管D8? D10阳极相连，光耦U17?U19引脚4分别通过电阻R34?R36接至电源+5V，光耦U17? U19引脚3分别接至电源0V，光耦U17引脚4与控制芯片U28引脚5相连，光耦U18引脚4 与控制芯片U28引脚6相连，光耦U19引脚4与控制芯片U28引脚7相连，温度检测电路的 作用是检测主电路功率器件的温度送入中央控制器进行分析处理，由接插件J2、电阻 R71?R73、光耦U16组成，光耦U16引脚1通过电阻R71接至电源+5V，光耦U16引脚2与 接插件J2引脚2相连，插件J2引脚1接至电源' 0V，光耦U16引脚3接至电源0V，光耦U16 引脚4通过电阻R72接至电源+5V，光耦U16引脚4通过电阻R73与控制芯片U28引脚27 相连，电流检测电路的作用是分别检测U、V、W三相输出电流和直流母线电流送入中央控制 器进行分析处理，由接插件J4、电感L2?L5、电阻R12?R14、电阻R44?R47、电阻R49? R53、电容C41?C52、电阻R17、电阻R19、电阻R55?R59、电阻R63、电阻R64、运算放大器 U24的A部分U24A、运算放大器U24的C部分U24C、运算放大器U24的D部分U24D组成，接 插件J4引脚1接至电源+12V，接插件J4引脚2接至电源-12V，接插件J4引脚3通过电感 L4、电阻R52与二极管D14阳极相连，电阻R45、电阻R49、电容C45并联后一端与接插件J4 引脚3相连，另一端接至电源0V，电容C48的一端与电感L4和电阻R52串联节点相连，电容 C48的另一端接至电源0V，电容C51的一端与二极管D14阳极相连，电容C51的另一端接至 电源0V，接插件J4引脚4通过电感L3、电阻R51与二极管D13阳极相连，电阻R44、电阻 R47、电容C51并联后一端与接插件J4引脚4相连，另一端接至电源0V，电容C47的一端与 电感L3和电阻R51串联节点相连，电容C47的另一端接至电源0V，电容C50的一端与二极 管D13阳极相连，电容C50的另一端接至电源0V，接插件J4引脚5通过电感L2、电阻R14 与二极管D15阳极相连，电阻R12、电阻R13、电容C41并联后一端与接插件J4引脚5相连， 另一端接至电源0V，电容C42的一端与电感L2和电阻R14串联节点相连，电容C42的另一 端接至电源0V，电容C43的一端与二极管D15阳极相连，电容C43的另一端接至电源0V，接 插件J4引脚6通过电感L5、电阻R53与二极管D15阳极相连，电阻R46、电阻R50、电容C46 并联后一端与接插件J4引脚6相连，另一端接至电源0V，电容C49的一端与电感L5和电阻 R53串联节点相连，电容C49的另一端接至电源0V，电容C52的一端与二极管D15阳极相连， 电容C52的另一端接至电源0V，运算放大器U24引脚12通过电阻R58接至电源+5V，运算 放大器U24引脚12通过电阻R59接至电源0V，运算放大器U24引脚13与运算放大器U24 引脚14相连得到电源+2. 5V，运算放大器U24引脚3通过电阻R17与二极管D16阳极相连， 运算放大器U24引脚3过电阻R19接至电源+2. 5V，电阻R63两端分别与运算放大器U24引 脚1、引脚2相连，运算放大器U24引脚2通过电阻R55接至电源0V，运算放大器U24引脚 1与控制芯片U28的引脚2相连，运算放大器U24引脚10通过电阻R56与二极管D13阳极 相连，运算放大器U24引脚10过电阻R61接至电源+2. 5V，电阻R64两端分别与运算放大器 U24引脚8、引脚9相连，运算放大器U24引脚9通过电阻R57接至电源0V，运算放大器U24 引脚8与控制芯片U28的引脚3相连，过电流检测电路的作用是检测三相交流输出的任意 两相是否过电流送入中央控制器进行分析处理，由二极管D12?D16、运算放大器U30的B 部分U30B、电阻R66、电阻R68、电阻R86组成，二极管D13?D16的阴极分别与运算放大器 U30引脚6相连，电阻R66两端分别与运算放大器U30引脚5、引脚7相连，电阻R86引脚3 与运算放大器U30引脚5相连，电阻R86引脚1接至电源+5V，电阻R86引脚2接至电源OV， 二极管D12阴极与运算放大器U30引脚7相连，二极管D12阳极通过电阻R68接至电源+5V， 运算放大器U30引脚7与控制芯片U28的引脚18相连，电压检测电路作用是检测直流母线 电压送入中央控制器进行分析处理，由电阻R43、电阻R48、电压传感器U29、电阻R54、电容 C77组成，电压传感器U29引脚1通过电阻R43、电阻R48与逆变单元U23正输入端相连，电 压传感器U29引脚2与逆变单元U23正输入端相连，电压传感器U29引脚3接至电源-12V， 电压传感器U29引脚5接至电源+12V，电压传感器U29引脚4与运算放大器U30引脚2相 连，电阻R54与电容C77并联后一端与电压传感器U29引脚4相连，另一端接至电源0V，电 压传感器U29引脚4与控制芯片U28的引脚4相连，过电压检测电路作用是检测直流母线 电压是否过电压送入中央控制器进行分析处理，由运算放大器U30的A部分U30A、二极管 D11、电阻R60、电阻R62、电阻R85组成，电阻R60两端分别与运算放大器U30引脚1、引脚3 相连，电阻R85引脚3与运算放大器U30引脚3相连，电阻R85引脚1接至电源+5V，电阻 R85引脚2接至电源0V，二极管D11阴极与运算放大器U30引脚1相连，二极管D12阳极通 过电阻R62接至电源+5V，运算放大器U30引脚1与控制芯片U28的引脚17相连，中央控制 器（10)控制电路芯片的供电及IGBT的驱动供电由稳压模块U8?U12、稳压模块U26、电容 C1、电容C2、电容C21?C23、电容C40来实现，稳压模块U8?U12的正输入端接至电 源' 12V，稳压模块U8?U12的负输入端接至电源' 0V，稳压模块U8的正输出端接至驱动模 块U1引脚4,稳压模块U8的负输出端接至驱动模块U1引脚6,稳压模块U9的正输出端接 至驱动模块U2引脚4,稳压模块U9的负输出端接至驱动模块U2引脚6,稳压模块U10的正 输出端接至驱动模块U3引脚4,稳压模块U10的负输出端接至驱动模块U3引脚6,稳压模 块Ul 1的正输出端接至驱动模块U4?U7的引脚4,稳压模块Ul 1的负输出端接至驱动模块 U4?U7的引脚6,稳压模块U12的正输出端为电源+12V，稳压模块U12的负输出端为电 源-12V，稳压模块U12的公共输出端为电源0V，电容C1与C22并联，电容C1正极接至电源 0V，电容C1负极接至电源-12V，电容C2与C23并联，电容C2正极接至电源+12V，电容C2 负极接至电源0V，稳压模块U26引脚1接至电源+12V，稳压模块U26引脚2接至电源0V，稳 压模块U26引脚3输出电源+5V，电容C21与C40并联，电容C21正极接至电源+5V，电容 C21负极接至电源0V，编程口 J5、晶振Y1、电容C69、电容C70、电阻R30、控制芯片U28组成 中央控制器，晶振Y1、电容C69、电容C70为时钟电路，为中央控制器提供工作时钟信号，电 阻R37?R42、电阻R69、电容C71?C76、电容C78对中央控制器输出的PWM信号进行处理 送入驱动电路，编程口 J5引脚1与控制芯片U28引脚1相连，编程口 J5引脚2接至电源 +5V，编程口 J5引脚2接至电源0V，编程口 J5引脚4与控制芯片U28引脚25相连，编程口 J5引脚5与控制芯片U28引脚26相连，晶振Y1两端分别与控制芯片U28引脚13、引脚14 相连，电容C69 -端与控制芯片U28引脚13相连，电容C69另一端接至电源0V，电容C70 - 端与控制芯片U28引脚14相连，电容C70另一端接至电源0V，控制芯片U28引脚1通过电 阻R30接至电源+5V，控制芯片U28的引脚11、引脚21、引脚32、引脚40分别接至电源+5V， 控制芯片U28的引脚12、引脚20、引脚31、引脚39分别接至电源0V，控制芯片U28引脚28 通过电阻R69接至驱动模块U7引脚14,电容C78与电阻R69并联，控制芯片U28引脚33通 过电阻R42接至驱动模块U6引脚14,电容C76与电阻R42并联，控制芯片U28引脚34通过 电阻R41接至驱动模块U3引脚14,电容C75与电阻R41并联，控制芯片U28引脚35通过电 阻R40接至驱动模块U5引脚14,电容C74与电阻R40并联，控制芯片U28引脚36通过电阻 R39接至驱动模块U2引脚14,电容C73与电阻R39并联，控制芯片U28引脚37通过电阻 R38接至驱动模块U4引脚14,电容C72与电阻R38并联，控制芯片U28引脚38通过电阻 R37接至驱动模块U1引脚14,电容C71与电阻R37并联，中央控制器根据检测电路中得到 的信号进行处理分析，输出信号控制直流接触器，该电路由电阻R65、电阻R67、三极管Q1、 接插件J3、继电器K1、光耦U20组成，光耦U20引脚1通过电阻R65与控制芯片U28引脚29 相连，光耦U20引脚2接至电源0V，光耦U20引脚4接至电源' 12V，光耦U20引脚3通过电 阻R67与三极管Q1基极相连，三极管Q1集电极与继电器K1线圈一端相连，继电器K1线圈 另一端接至电源' 12V，继电器K1常开触点的一端接至电源' 12V，继电器K1常开触点的另 一端与接插件J3引脚1相连，接插件J3引脚2接至电源' 0V，三极管Q1发射极接至电 源' 0V，逆变驱动电路（11)的U相上臂驱动电路由电阻R1、电阻R15、二极管D1、电容C7、电 容C9、电容C26、电容C28组成，U相下臂驱动电路由电阻R16、电阻R18、二极管D2、电容C8、 电容CIO、电容C27、电容C29组成，驱动模块U1?U7引脚13接至电源0V，电容C9与电容 C28并联，电容C9正极与驱动模块U1引脚4相连，电容C9负极与驱动模块U1引脚6相连， 电容C7、电容C26、二极管D1并联，电容C7正极与二极管D1阴极相连，电容C7正极通过电 阻R15与与驱动模块U1引脚4相连，电容C7负极与驱动模块U1引脚6相连，驱动模块U1 引脚5通过电阻R1与逆变单元U23引脚20 (GUP)相连，电容C7正极与逆变单元U23引脚 21 (EUP)相连，电容C10与电容C29并联，电容C10正极与驱动模块U4引脚4相连，电容C10 负极与驱动模块U4引脚6相连，电容C8、电容C27、二极管D2并联，电容C8正极与二极管 D2阴极相连，电容C8正极通过电阻R16与与驱动模块U4引脚4相连，电容C8负极与驱动 模块U4引脚6相连，驱动模块U4引脚5通过电阻R18与逆变单元U23引脚4 (GUN)相连， 电容C8正极与逆变单元U23引脚5(EUN)相连，V相上臂驱动电路由电阻R2、电阻R20、二 极管D3、电容C11、电容C13、电容C30、电容C32组成，V相下臂驱动电路由电阻R21、电阻 R22、二极管D4、电容C12、电容C14、电容C31、电容C33组成，电容C13与电容C32并联，电 容C13正极与驱动模块U2引脚4相连，电容C13负极与驱动模块U2引脚6相连，电容C11、 电容C30、二极管D3并联，电容C11正极与二极管D3阴极相连，电容C11正极通过电阻R20 与与驱动模块U2引脚4相连，电容C11负极与驱动模块U2引脚6相连，驱动模块U2引脚 5通过电阻R2与逆变单元U23引脚22(GVP)相连，电容C11正极与逆变单元U23引脚 23 (EVP)相连，电容C14与电容C33并联，电容C14正极与驱动模块U5引脚4相连，电容C14 负极与驱动模块U5引脚6相连，电容C12、电容C31、二极管D4并联，电容C12正极与二极 管D4阴极相连，电容C12正极通过电阻R21与与驱动模块U5引脚4相连，电容C12负极与 驱动模块U5引脚6相连，驱动模块U5引脚5通过电阻R22与逆变单元U23引脚6 (GVN)相 连，电容C12正极与逆变单元U23引脚7 (EVN)相连，W相上臂驱动电路由电阻R3、电阻R23、 二极管D5、电容C15、电容C17、电容C34、电容C36组成，W相下臂驱动电路由电阻R24、电阻 R25、二极管D6、电容C16、电容C18、电容C35、电容C37组成，电容C17与电容C36并联，电 容C17正极与驱动模块U3引脚4相连，电容C17负极与驱动模块U3引脚6相连，电容C15、 电容C34、二极管D5并联，电容C15正极与二极管D5阴极相连，电容C15正极通过电阻R23 与与驱动模块U3引脚4相连，电容C15负极与驱动模块U3引脚6相连，驱动模块U3引脚 5通过电阻R3与逆变单元U23引脚24(GWP)相连，电容C15正极与逆变单元U23引脚 25(EWP)相连，电容C18与电容C37并联，电容C18正极与驱动模块U6引脚4相连，电容C18 负极与驱动模块U6引脚6相连，电容C16、电容C35、二极管D6并联，电容C16正极与二极 管D6阴极相连，电容C16正极通过电阻R24与与驱动模块U6引脚4相连，电容C16负极与 驱动模块U6引脚6相连，驱动模块U6引脚5通过电阻R25与逆变单元U23引脚8 (GWN)相 连，电容C16正极与逆变单元U23引脚9(EWN)相连，制动单元驱动电路由电阻R26、电阻 R27、二极管D7、电容C19、电容C20、电容C38、电容C39组成，电容C20与电容C39并联，电 容C20正极与驱动模块U7引脚4相连，电容C20负极与驱动模块U7引脚6相连，电容C19、 电容C38、二极管D7并联，电容C19正极与二极管D6阴极相连，电容C19正极通过电阻R26 与与驱动模块U7引脚4相连，电容C19负极与驱动模块U7引脚6相连，驱动模块U7引脚 5通过电阻R27与功率器件VI栅极相连，电容C19正极与功率器件VI发射极相连，升压控 制电路（12)中电阻R28、电阻R29分压后，通过运算放大器U25的C部分U25C构成的电压 跟随器后得到+6V电压，运算放大器U27的A部分U27A反向输入端电压与+6V电压经过由 电阻R81?R84、运算放大器U25的B部分U25B组成的减法器后得到的电压信号经过运算 放大器U25的A部分U25A组成的电压跟随器后得到的电压通过电阻R78?R80、二极管 D17、二极管D18、二极管D21充放电网络对电容C83进行充放电，在电容C83上得到给定电 压信号QG，运算放大器U25引脚10通过电阻R28接至电源+12V，运算放大器U25引脚10 通过电阻R29接至电源0V，运算放大器U25引脚8与运算放大器U25引脚9相连得到电源 +6V，运算放大器U25引脚5通过电阻R84接至电源+6V，运算放大器U25引脚5通过电阻 R83接至电源0V，运算放大器U25引脚6通过电阻R82与运算放大器U27引脚2相连，电阻 R81两端分别与运算放大器U25引脚6、引脚7相连，运算放大器U25引脚3与运算放大器 U25引脚7相连，运算放大器U25引脚1与运算放大器U25引脚2相连，电阻R80与二极管 D21串联后与电阻R79并联，二极管D21阴极与运算放大器U25引脚1相连，电阻R80的另 一端与电容C83正极相连，电容C83负极接至电源0V，电阻R78与二极管D17串联，电阻R78 的另一端与电容C83正极相连，二极管D17阴极与运算放大器U27引脚7相连，二极管D18 阳极与二极管D17阳极相连，二极管D18阴极与运算放大器U27引脚1相连，电流保护指示 电路由电阻R77、二极管D19构成，运算放大器U27的A部分U27A与电阻R76构成滞回比较 器，当反相输入端电压大于同相输入端电压，即在电阻R117上所得到的电压时，输出端为 低电位，当反相输入端电压小于同相输入端电压时，输出端为高电位，通过调整电阻R117 值来改变输出电流的保护值，电阻R117引脚1接至+5V电源，电阻R117引脚3接至电源 0V，电阻R117引脚2与运算放大器U27引脚3相连，运算放大器U27引脚3通过电阻R76 与运算放大器U27引脚1相连，电阻R77与二极管D19相连，二极管D19阳极接至+5V电源， 电阻R77另一端与与运算放大器U27引脚1相连，过电压指示电路由电阻R74、二极管D20 构成，运算放大器U27的B部分U27B与电阻R75构成滞回比较器，当反相输入端电压大于 同相输入端电压，即在电阻R116上所得到的电压时，输出端为低电位，当反相输入端电压 小于同相输入端电压时，输出端为高电位，通过调整电阻R116值来改变输出电压的保护 值，电阻R116引脚1接至+5V电源，电阻R116引脚3接至电源0V，电阻R116引脚2与运算 放大器U27引脚5相连，运算放大器U27引脚5通过电阻R75与运算放大器U27引脚7相 连，电阻R74与二极管D20,二极管D20阴极与与运算放大器U27引脚7相连，电阻R74另一 端接至+5V电源，给定电压信号QG经电容C53?C55、电阻R87?R89、运算放大器U31组 成的滤波网络到控制芯片U33的5脚，为U33工作提供给定信号，电阻R87的一端与电容 C53相连，电容C53另一端接至电源0V，电阻R87的另一端与运算放大器U31的同相输入端 相连，电阻R88与电容C54并联后一端与运算放大器U31的同相输入端相连，另一端接至电 源0V，运算放大器U31的反相输入端与输出端相连，通过电阻R89连接到控制芯片U33引脚 5,控制芯片U33的引脚5与电容C55 -端相连，电容C55另一端接至电源0V，电阻R90、电 阻R92、电容C79、电容C80使控制芯片U33工作能够软启动，电阻R92与电容C80并联，电 容C80的正极与控制芯片U33引脚1，电容C80的负极接至电源0V，电阻R90与电容C79串 联，电容C79的负极接至电源0V，电容C80的正极与控制芯片U33引脚2,电阻R90的另一 端与控制芯片U33引脚1相连，电流传感器对高频变压器T1 一次侧电流进行采样所得信号 经过电阻R97?R101、电容C63组成的滤波网络到控制芯片U33的4脚，为控制芯片U33工 作提供给定信号，电阻R99与电阻R101串联，电阻R101的另一端与电流传感器的输出相 连，电阻R99的另一端与控制芯片U33引脚4相连，控制芯片U33引脚4通过电阻R97接 至-15V电源，控制芯片U33引脚4通过电阻R98接至电源0V，谐波补偿电路由电阻R94、电 阻R95、电容C57、电容C60、运算放大器U32组成，运算放大器U32的同相输入端与控制芯片 U33引脚8相连，运算放大器U32的反相输入端与输出端相连，电阻R94、电容C60串联后与 电阻R95和电容C57并联，电容C57 -端与控制芯片U33引脚4相连，电容C57另一端与运 算放大器U32输出端相连，震荡定时电路由电阻R91、电阻R93、电容C56、电容C58组成，电 阻R91与电阻R93并联，一端与控制芯片U33引脚8相连，另一端接至电源0V，电容C56与 电容C58并联，一端与控制芯片U33引脚9相连，另一端接至电源0V，电流传感器对高频变 压器T1 一次侧电流进行采样所得信号经过电阻R100?R102、电容C62、电容C63为控制芯 片U33提供外部关断，电阻R101与电阻R102串联连接到控制芯片U33引脚16,电阻R100 与电容C62并联，一端与控制芯片U33引脚16相连，另一端接至电源0V，电阻R96为控制芯 片U33输出级偏置电压输入的保护电阻，电容C59、电容C61、电容C81、电容C82为滤波电 容，电阻R96两端分别与控制芯片U33引脚13、引脚15相连，电容C59与电容C81并联，一 端与控制芯片U33引脚15相连，另一端接至电源0V，电容C61与电容C82并联，一端与控制 芯片U33引脚13相连，另一端接至电源0V，电容C59、电容C61、电容C81、电容C82为滤波 电容，由电阻R103?R105、电阻R113、电阻R114、二极管D22、二极管D23、三极管Q2?Q5、 电容C68组成全桥电路，两路信号经过隔离变压器T2、隔离变压器T3、电阻R106?R112、电 阻R115、二极管D24?D27、电容C64?C67变为四路信号驱动逆变单元U21，三极管Q2的 基极通过电阻R103与控制芯片U33引脚14相连，三极管Q4的基极通过电阻R104与控制 芯片U33引脚14相连，二极管D22的阴极与控制芯片U33引脚14相连，二极管D22的阳极 接至电源0V，三极管Q3的基极通过电阻R105与控制芯片U33引脚11相连，三极管Q5的基 极通过电阻R113与控制芯片U33引脚11相连，二极管D23的阴极与控制芯片U33引脚11 相连，二极管D11的阳极接至电源0V，三极管Q2集电极与三极管Q4集电极相连后与隔离变 压器T2和隔离变压器T3的引脚1相连，三极管Q3集电极与三极管Q5集电极相连后，与电 阻R114和电容C68并联后的一端相连，电阻R114和电容C68并联后的另一端与隔离变压 器T2和隔离变压器T3的引脚2相连，三极管Q4发射极接至电源0V，三极管Q5发射极接至 电源0V，三极管Q2发射极与三极管Q3发射极相连，二极管D24与电阻R110串联后与电阻 R106并联，二极管D24阴极与隔离变压器T2引脚6相连，电阻R110的另一端与电容C64 - 端相连，电容C64另一端与隔离变压器T2引脚5相连，二极管D25与电阻R111串联后与电 阻R107并联，二极管D25阴极与隔离变压器T2引脚3相连，电阻R111的另一端与电容C65 一端相连，电容C65另一端与隔离变压器T2引脚4相连，二极管D26与电阻R112串联后与 电阻R108并联，二极管D26阴极与隔离变压器T3引脚6相连，电阻R112的另一端与电容 C66 -端相连，电容C66另一端与隔离变压器T3引脚5相连，二极管D27与电阻R115串联 后与电阻Rl〇9并联，二极管D27阴极与隔离变压器T3引脚3相连，电阻R115的另一端与 电容C67 -端相连，电容C67另一端与隔离变压器T3引脚4相连，分别在电容C64、电容 C65、电容C66、电容C67两端得到四路信号送去驱动逆变单元U21。
3.根据权利要求1所述的同步变频式交流电机矢量变频控制器，其特征在于：主电路 (61)和控制电路（62)均安装在壳体（14)中。
【文档编号】H02P21/00GK203883731SQ201420180618
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2013年4月17日
【发明者】栾亚伦, 王兴智, 杨松, 张格文 申请人:栾亚伦