高效绝缘栅双极IGBT结构变频器的制作方法

本实用新型涉及变频器领域，具体涉及一种高效绝缘栅双极IGBT结构变频器。

背景技术：

随着电动机的广泛使用，相应的电机控制设备的需求量增加。变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。根据实际电机控制的需要，变频器可以按一定比例改变电压以及频率来控制输出端的电压以及电流值。变频器根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。同时变频器还有很多的保护功能，如过流、过压保护等。但是很多保护模块的功能较为分立，缺乏集中式保护模块的设计，比如欠载保护功能仅有时作为单独的模块出现，这不利于变频器的智能化发展。

同时，在很多变频器的逆变器中现在使用的电力电子器件的功耗高，致使是使用过程中很容易导致温度上升，进而影响变频器的使用效率。并且很多散热措施的使用更是增加了变频器的成本，不利于电机使用企业利益的最大化。因此变频器所使用的电力电子器件的性能的提高对于变频器的高效性、节能型、以及经济性都有很重要的意义。

为了解决现有技术所存在的不足，本案发明人结合自身多年技术经验，实用新型了一种高效绝缘栅双极IGBT结构变频器，其中内置的高效IGBT结构可以降低功耗，调高变频器的整体效能，同时增加了集中保护模块，能够响应实现过压保护、过流保护、短路保护、以及欠载检测保护功能，并且电流矢量控制更加准确地实现电机运行状态的控制，实现了变频器控制电机运行在安全性、高性能、以及节能性方面的需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种设计合理、具有高效IGBT结构、矢量控制、以及保护功能全面的高效绝缘栅双极IGBT结构变频器。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供了高效绝缘栅双极IGBT结构变频器，包括用以接收外界输入命令并实现故障保护监测以及控制变频器输出电压与电流值的中央处理器、用以手动向所述中央处理器输入指令的键盘模块、用以对所述中央处理器设定固定逻辑功能的PLC模块、用以为所述中央处理器提供电源的电源模块、用以接收所述中央处理器的输出信号显示变频器相关参数值的显示模块、用以输出控制后的电压及电流的变频器输出电路、用以接收所述中央处理器的控制命令驱动所述变频器输出电路的驱动模块、用以滤除所述变频器输出电路输出的电压及电流所含杂波的滤波电路、用以对变频器输出端电压及电流值采样的电流电压采样模块、以及具有过压保护、过流保护、短路保护、以及欠载检测保护功能响应的保护模块。

所述变频器输出电路包括用以将输入交流电整流成直流电的整流电路，用以传输经整流后直流电的直流中间电路，以及用以被所述驱动模块驱动并将直流电逆变为所需交流电输出的逆变器。

所述变频器输出电路的所述逆变器内设有高效绝缘栅双极晶体管的IGBT结构，并且所述IGBT结构内场氧化层上的部分局部栅极去除，用以降低IGBT功耗。

所述IGBT结构内置的栅极为掺有杂质的多晶硅，用以增强导电性，提高所述IGBT结构的性能。

所述保护模块包括用以检测电机过压故障并进行过压保护的过压保护模块、用以检测电机过流故障并进行过流保护的过流保护模块、用以检测电机运行过程中短路故障并进行短路保护的短路保护模块、以及用以检测欠载运行并进行欠载保护的欠载检测保护模块。

本实用新型的有益效果是：该电流矢量型高性能变频器设计合理，不仅可以利用矢量控制技术实现对电机电压、以及电流的控制，且集成了过压保护、过流保护、短路保护、以及欠载检测保护多种保护功能，同时高效的绝缘栅双极晶体管IGBT结构可以降低损耗，进一步提高变频器的性能，实现了变频器控制电机运行在安全性、高性能、以及节能性方面的需求。

附图说明

图1是本实用新型：高效绝缘栅双极IGBT结构变频器的框架示意图；

图2是本实用新型：变频器输出电路的结构示意图；

图3是本实用新型：保护模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1所示的高效绝缘栅双极IGBT结构变频器，包括用以接收外界输入命令并实现故障保护监测以及控制变频器输出电压与电流值的中央处理器1、用以手动向所述中央处理器1输入指令的键盘模块2、用以对所述中央处理器1设定固定逻辑功能的PLC模块3、用以为所述中央处理器1提供电源的电源模块4、用以接收所述中央处理器1的输出信号显示变频器相关参数值的显示模块5、用以输出控制后的电压及电流的变频器输出电路6、用以接收所述中央处理器1的控制命令驱动所述变频器输出电路的驱动模块7、用以滤除所述变频器输出电路输出的电压及电流所含杂波的滤波电路8、用以对变频器输出端电压及电流值采样的电流电压采样模块9、以及具有过压保护、过流保护、短路保护、以及欠载检测保护功能响应的保护模块10。

参照图2所示的所述变频器输出电路6包括用以将输入交流电整流成直流电的整流电路61，用以传输经整流后直流电的直流中间电路62，以及用以被所述驱动模块7驱动并将直流电逆变为所需交流电输出的逆变器63。

所述变频器输出电路的所述逆变器内含有高效绝缘栅双极晶体管(IGBT)结构，并且所述IGBT结构内场氧化层上的部分局部栅极去除，用以降低IGBT功耗。

所述高效绝缘栅双极晶体管(IGBT)结构内置的栅极为掺有杂质的多晶硅，用以增强导电性，提高所述高效绝缘栅双极晶体管(IGBT)结构的性能。

参照图3所示的所述保护模块10包括用以检测电机过压故障并进行过压保护的过压保护模块101、用以检测电机过流故障并进行过流保护的过流保护模块102、用以检测电机运行过程中短路故障并进行短路保护的短路保护模块103、以及用以检测欠载运行并进行欠载保护的欠载检测保护模块104。

本实用新型的有益效果是：该电流矢量型高性能变频器设计合理，不仅可以利用矢量控制技术实现对电机电压、以及电流的控制，且集成了过压保护、过流保护、短路保护、以及欠载检测保护多种保护功能，同时高效的绝缘栅双极晶体管(IGBT)结构可以降低损耗，进一步提高变频器的性能，实现了变频器控制电机运行在安全性、高性能、以及节能性方面的需求。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。