电子内回馈变频电源的制作方法

专利名称：电子内回馈变频电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机试验用电源。特别是涉及一种节能、占地小、 无噪音、频率可调、安装调试简单的电机试验用的电子内回馈变频电源。
技术背景众所周知，在电机行业，电机试验用电源系统比较复杂，不仅要求被试电机的电源失真度要小于2%，而且还要求频率可变(例如50Hz电机和 60Hz电机)。在做电机的温升试验和负载试验时，需要对电机加载，耗电 大。目前加载采用的方法大致可以分为两类一是把负载的能量消耗掉方法1，采用直流电动机加电阻箱作为负载，把被试电机输出的轴功率通过直流电机转为直流电，通过电阻放掉，当功率较大时，电阻箱还需要风冷或水冷；方法2，采用磁粉制动器和电涡流制 动器。 一般在功率较小时(一般小于10KW)采用磁粉制动器，或功率较大 时采用电涡流制动器。与直流机加载方法一样，均需采用风冷和水冷的方 式，而且能量被白白的浪费掉了。不仅如此，而且由于直流电机或磁粉制 动器(电涡流制动器)中心高与被试电机不一样，安装时非常的不方便。 另外还存在磁粉制动器失磁的问题，造成负载不稳定。二是把负载的能量回馈电网，采用发电机组回馈电网。 一般要采用4 6 台电动机、发电机及控制屏，组成变频发电机组，造价高，占地大，效率 低(4 6台电机发热损耗)。综上所述，目前大家所使用的加负载的方法，存在的问题是显而易见的。随着微机技术及电力电子技术的进步，研制新一代的电子式电机试验 电源成为可能。 发明内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种节能、占地小、无噪音、 频率可调、安装调试简单的电机试验用的电子内回馈变频电源。本实用新型所采用的技术方案是 一种电子内回馈变频电源，包括有输入端与三相电源相连的三相整流单元；分别与三相整流单元的输出端相 连的第一逆变单元和第二逆变单元；以及与第一逆变单元相连控制其运行 的第一控制单元，与第二逆变单元相连控制其运行的第二控制单元，其中， 第一控制单元还与第二控制单元相连；还设置有与第一控制单元相连的键 盘输入及显示单元；所述的第一逆变单元的三相输出端通过变压器连接被 试电机，所述的第二逆变单元的三相输出连接培试电机。变压器的三相输出端中的相邻两端之间相应连接有电容d、 C2。 三相整流单元包括有二极管D, De，电阻Ri R3，电解电容G、 C4，其 中，二极管Di与D4相串联、二极管D2与D5相串联、二极管D3与D6相串联； 二极管仏、Ds、 D6的负极连接电阻仏的一端，二极管D^ D2、 a的正极与电解电容G的一端及电阻R3的一端构成低电压端；电解电容G与电阻R3的另一端连接电解电容C3与电阻R2并联后的一端；电解电容G与电阻R2并联后 的另一端连接电阻Ri的另一端，并与上述低电压端共同构成三相整流单元 的输出端；而在二极管Dt与D4之间和二极管"与Ds之间以及二极管"与Dfi 之间分构成三相电源的三个输入端。所述的电阻R,的两端还设置有开关J,。第一逆变单元是由三极管Ti Te构成，其中，三极管l、 t3、 T5的集电极连接三相整流单元的高电压输出端；三极管T2、 T4、 Te的发射极连接三相 整流单元的低电压输出端；三极管t,的发射极与三极管T2的集电极的连接 点、三极管T3的发射极与三极管T4的集电极的连接点、三极管Ts的发射极 与三极管T6的集电极的连接点分别构成第一逆变单元的三相输出端，而三 极管t, L的基极接第一控制单元。第二逆变单元是由三极管T7 T,2， 二极管D7 D,2构成，其中三极管T7、 L、 T"的集电极与二极管D7、 D9、 Du的负极连接三相整流单元的高电压输出 端；三极管L、 T1()、 T,2的发射极与二极管D8、 D1()、 D^的正极连接三相整流 单元的低电压输出端；而三极管T7的发射极与二极管D7的正极以及三极管 L的集电极与二极管a的负极的共同连接点构成第二逆变单元的输出端N,; 三极管L的发射极与二极管Dg的正极以及三极管L。的集电极与二极管D10 的负极的共同连接点构成第二逆变单元的输出端V1;三极管Tu的发射极与 二极管Du的正极以及三极管T,2的集电极与二极管D,2的负极的共同连接点构成第二逆变单元的输出端Wi;三极管T7 T,2的基极接第二控制单元。第一控制单元是由单片机Ul构成，第二控制单元是由单片机U2构成， 其中，单片机U1的第45、 48、 49、 51脚与单片机U2的第45、 48、 49、 51 脚相互连接；单片机Ul的第94、 95、 96、 97、 98、 99脚分别对应连接第 一逆变单元的三极管T1、 T2、 T3、 T4、 T5、 T6的基极；单片机U2的第94、 95、 96、 97、 98、 99脚分别对应连接第二逆变单元的三极管T7、 T8、 T9、 TIO、 Tll、 T12的基极。本实用新型的电子内回馈变频电源，电功率回馈的方式是在电源内部 进行，并不回馈电网，也不采用负载消耗，因此可以节能70%以上，占地面 积小，无噪音；频率可调，解决了 60HZ电机的测试电源问题；用小容量的 电力变压器(变电所)即可以扩大4倍做大电机的型式试验；安装调试简 单，使用方便。负载可以锁定，没有漂移。

图1是本实用新型的电路原理框图；图2是图1中三相整流单元、第一逆变器、第二逆变器的电路原理图； 图3是图1中第一控制单元和第二控制单元的电路原理图； 图4是本实用新型的应用举例。 其中1:三相整流单元 2:第一逆变单元3:第二逆变单元 4:第一控制单元5:第二控制单元 6:键盘输入及显示单元7:被试电机 8:培试电机9-电子内回馈变频电源具体实施方式
以下结合附图给出具体实施例，迸一步说明本实用新型的电子内回馈变频电源。如图1所示，本实用新型的电子内回馈变频电源，包括有输入端与三 相电源A、 B、 C相连的三相整流单元l;分别与三相整流单元1的输出端相 连的第一逆变单元2和第二逆变单元3;以及与第一逆变单元2相连控制其 运行的第一控制单元4，与第二逆变单元3相连控制其运行的第二控制单元5，其中，第一控制单元4还与第二控制单元5相连；还设置有与第一控制 单元4相连的键盘输入及显示单元6;所述的第一逆变单元2的三相输出端 a、 b、 c通过变压器T连接被试电机，所述的第二逆变单元3的三相输出 N卜W,连接培试电机。所述的变压器T的三相输出端N、 V、 W中的相邻两端之间相应连接有 电容C卜C2。如图2所示，所述的三相整流单元1包括有二极管D, D6，电阻K R3， 电解电容C:,、 G，其中，二极管D,与D4相串联、二极管D2与Ds相串联、二 极管D:,与a相串联；二极管仏、D5、 D6的负极连接电阻R,的一端，二极管 D,、 D2、 D3的正极与电解电容C4的一端及电阻R3的一端构成低电压端；电解 电容G与电阻R3的另 一端连接电解电容G与电阻R2并联后的一端；电解电 容C3与电阻R2并联后的另一端连接电阻!^的另一端，并与上述低电压端共 同构成三相整流单元1的输出端；而在二极管"与D4之间和二极管02与D5 之间以及二极管D3与a之间分构成三相电源A、 B、 C的三个输入端。在电 阻^的两端还设置有开关J,。所述的第一逆变单元2是由三极管T, T6构成，其中，三极管T,、 T3、 T5的集电极连接三相整流单元l的高电压输出端；三极管T2、 T4、 Te的发射 极连接三相整流单元1的低电压输出端；三极管T,的发射极与三极管L的 集电极的连接点、三极管T3的发射极与三极管T4的集电极的连接点、三极 管Ts的发射极与三极管T6的集电极的连接点分别构成第一逆变单元2的三 相输出端(a、 b、 c)，而三极管L T6的基极接第一控制单元4。所述的第二逆变单元3是由三极管T7 T12， 二极管D7 D!2构成，其中 三极管T7、 Ty、 Tn的集电极与二极管D7、 D9、 Dn的负极连接三相整流单元l 的高电压输出端；三极管T8、 L。、 L的发射极与二极管D8、 Dw、 D^的正极 连接三相整流单元1的低电压输出端；而三极管T7的发射极与二极管"的 正极以及三极管L的集电极与二极管D8的负极的共同连接点构成第二逆变 单元3的输出端!V,三极管T9的发射极与二极管D9的正极以及三极管L。的 集电极与二极管DH,的负极的共同连接点构成第二逆变单元3的输出端V1; 三极管Tu的发射极与二极管Du的正极以及三极管乙的集电极与二极管D12 的负极的共同连接点构成第二逆变单元3的输出端W1;三极管L Tu的基极接第二控制单元5。如图3所示，所述的第一控制单元4是由单片机仏构成，第二控制单 元5是由单片机U2构成，其中，单片机仏的第45、 48、 49、 51脚与单片机 112的第45、 48、 49、 51脚相互连接；单片机仏的第94、 95、 96、 97、 98、 99脚分别对应连接第一逆变单元2的三极管L、 T2、 T3、 T4、 T5、乙的基极； 单片机U2的第94、 95、 96、 97、 98、 99脚分别对应连接第二逆变单元3的 三极管L、 T 、 T9、 T1(,、 T 、 Ti2的基极。如图4所示，本实用新型的电子内回馈变频电源的一组三相输出端N、 V、 W与被试电机7的三个电源输入端相连；另一组三相输出端K、 Vi、 与培试电机8的三个电源输入端相连，被试电机7与培试电机8对拖。本实用新型的电子内回馈变频电源的基本工作原理是把市电整流为 直流电，再经过逆变单元，变为正弦波，经过滤波，变压器隔离产生纯正 的正弦波(失真度〈2%)，频率范围47 63HZ。回馈单元为一个智能控制同 步整流，当陪试电机工作在第四象限时(发电状态)，经DSP采用特殊算 法控制该单元把交流电整流为直流电，回馈到直流母线(因为是直流回馈， 对电网无污染)。使用时只需要两台相同型号的异步电机对拖即可。
权利要求1. 一种电子内回馈变频电源，其特征在于，包括有输入端与三相电源(A、B、C)相连的三相整流单元(1)；分别与三相整流单元(1)的输出端相连的第一逆变单元(2)和第二逆变单元(3)；以及与第一逆变单元(2)相连控制其运行的第一控制单元(4)，与第二逆变单元(3)相连控制其运行的第二控制单元(5)，其中，第一控制单元(4)还与第二控制单元(5)相连；还设置有与第一控制单元(4)相连的键盘输入及显示单元(6)；所述的第一逆变单元(2)的三相输出端(a、b、c)通过变压器(T)连接被试电机，所述的第二逆变单元(3)的三相输出(N1、V1、W1)连接培试电机。
2. 根据权利要求l所述的电子内回馈变频电源，其特征在于，所述的 变压器(T)的三相输出端N、 V、 W中的相邻两端之间相应连接有电容Ci、C2。
3. 根据权利要求l所述的电子内回馈变频电源，其特征在于，所述的 三相整流单元(1)包括有二极管D, D6，电阻Ri R3，电解电容C3、 C4，其 中，二极管D,与仏相串联、二极管D2与Ds相串联、二极管D3与De相串联；二极管D4、 D5、 DB的负极连接电阻R,的一端，二极管D,、 D2、 D3的正极与电 解电容G的一端及电阻R',的一端构成低电压端；电解电容G与电阻R3的另 一端连接电解电容G与电阻R2并联后的一端；电解电容C3与电阻&并联后 的另一端连接电阻R,的另一端，并与上述低电压端共同构成三相整流单元 (1)的输出端；而在二极管D,与D4之间和二极管"与D5之间以及二极管 D3与De之间分构成三相电源(A、 B、 C)的三个输入端。
4. 根据权利要求3所述的电子内回馈变频电源，其特征在于，所述的 电阻R,的两端还设置有开关1。
5. 根据权利要求l所述的电子内回馈变频电源，其特征在于，所述的 第一逆变单元(2)是由三极管L Te构成，其中，三极管T\、 T3、 L的集 电极连接三相整流单元(1)的高电压输出端；三极管T2、 T4、 L的发射极 连接三相整流单元(1)的低电压输出端；三极管T,的发射极与三极管T2 的集电极的连接点、三极管T3的发射极与三极管T4的集电极的连接点、三 极管L的发射极与三极管T6的集电极的连接点分别构成第一逆变单元(2)的三相输出端(a、 b、 c)，而三极管L T6的基极接第一控制单元(4)。
6. 根据权利要求l所述的电子内回馈变频电源，其特征在于，所述的第二逆变单元(3)是由三极管T7 L， 二极管D7 Di2构成，其中三极管T7、T9、 L的集电极与二极管D7、 D9、 Du的负极连接三相整流单元(1)的高电 压输出端；三极管L、 T1(1、 L的发射极与二极管D8、 D1()、 D^的正极连接三 相整流单元(1)的低电压输出端；而三极管T7的发射极与二极管D7的正极 以及三极管T8的集电极与二极管D8的负极的共同连接点构成第二逆变单元 (3)的输出端N!;三极管T9的发射极与二极管D9的正极以及三极管1\。的 集电极与二极管D,。的负极的共同连接点构成第二逆变单元(3)的输出端 V1;三极管T',的发射极与二极管D 的正极以及三极管T12的集电极与二极管 D^的负极的共同连接点构成第二逆变单元(3)的输出端W^三极管T7 T,2 的基极接第二控制单元(5)。
7. 根据权利要求l所述的电子内回馈变频电源，其特征在于，所述的 第一控制单元(4)是由单片机仏构成，第二控制单元(5)是由单片机U2 构成，其中，单片机仏的第45、 48、 49、 51脚与单片机U2的第45、 48、 49、 51脚相互连接；单片机仏的第94、 95、 96、 97、 98、 99脚分别对应连 接第一逆变单元(2)的三极管L、 T2、 T3、 T4、 T5、 T6的基极；单片机U2 的第94、 95、 96、 97、 98、 99脚分别对应连接第二逆变单元(3)的三极 管T7、 T 、 T9、 Tin、 Th、 T,2的基极。
专利摘要一种电子内回馈变频电源，包括有输入端与三相电源相连的三相整流单元；分别与三相整流单元的输出端相连的第一逆变单元和第二逆变单元；以及与第一逆变单元相连控制其运行的第一控制单元，与第二逆变单元相连控制其运行的第二控制单元，第一控制单元还与第二控制单元相连；还设置有与第一控制单元相连的键盘输入及显示单元；第一逆变单元的三相输出端通过变压器连接被试电机，第二逆变单元的三相输出连接培试电机。变压器的三相输出端中的相邻两端之间相应连接有电容C₁、C₂。本实用新型电功率回馈的方式是在电源内部进行，不回馈电网，不采用负载消耗，可以节能70％以上，占地面积小，无噪音；安装调试简单，使用方便。负载可以锁定，没有漂移。
文档编号H02M5/44GK201122907SQ20072009531
公开日2008年9月24日 申请日期2007年2月15日 优先权日2007年2月15日
发明者耿洪奎 申请人:天津市升阳电子科技有限公司