三相异步电机恒抗变频器的制作方法

文档序号:13519082阅读:171来源:国知局

本发明涉及三相异步电机恒抗变频器,可广泛的应用于小型电机大众化低成本应用,以及动力电机在此基础上的功能提升。



背景技术:

目前三相异步电机变频器都是按同步变频与变压设计,异步电机阻抗不尽理想,当变频频率较低时,电机阻抗很小,小电压交流在一个波形内接近为直流,易造成磁饱和而减小扭矩输出,导至电流过大发热。



技术实现要素:

变频电机的运行过程,非正弦可以由电容电感修正,高次谐波可以由电容吸收,电机发热的主要原因应该是交流线圈过直流引起,直流线圈过交流时所需电压要低很多,如果变频器由数字载波调制,电机频率无论高或低,调制三相的方波数量不变,当调速范围比较宽时,载波频率差值更大,所形成的输出阻抗差值也大,如果按中心频率设定额定阻抗,向上调发热不受影响,只是输出扭矩减小,向下调的很大方波频率差还是相当于变为等同直流。恒抗变频器以基波振荡分频调速,三波两级三相位差,两级电压构成三波形近似正弦,三相位差形成三相交流,每三个波形都由基波组成,分频频率是三相输出频率,基波频率是不变的电机阻抗频率,即无论变频输出的频率变化,基波频率是不变的,那么在低转速时电机线圈与高转速时电机线圈的阻抗是一样的,这样是恒功率调速,采用全数字调控的变频器,输出三相三线三角形连接,分为基波振荡,计数器增减拨动调速,计数器分频,三输入或非门与移位寄存器的四个0两个1的循环生成逆变桥6个臂时序,数字输出与桥臂为光耦耦合连接,电路结构简洁,变频器不再是奢侈品,能成为普通大小电机设备用得起的变频器。当输入为50hz三相交流电时,可直接整流供变频器输入,实现交交控制,单相采用日光灯电路整流时,变频器可以做的很小,全面按钮功能实现小电器的全部控制,当需要恒扭矩输出时,变频器输入可另加开关电源同步调压,更完善的功能为本电路相同方法下,时序为四个0两个1再四个0两个1共12位循环,采用三相三线12臂桥逆变,三角形连接6个臂,三角形顶点接3个电感外接6个臂,6波四级电压下的优化正弦波,再基波加载,可达到精度比较高的变频质量。

附图说明

如图1所示为应用本发明三相异步电机恒抗变频器电路图

如图2所示为应用本发明三相异步电机恒抗变频器波形图

具体实施方式

如图1所示为应用本发明三相异步电机恒抗变频器电路图,图中ic1为74hc14芯片6施密特反向器,按钮开关s1接施密特5脚、s2接9脚,反向器6脚与8脚输出按钮cp至计数器加计数脉冲与减计数脉冲,c1、c2为开关去抖动电容,两个施密特1、2、12、13脚为基波振荡,r1为51k、c3为333做振荡延时,输出200hz左右基波,r2为开关s1、s2上拉电阻,r3为芯片置1电阻。

ic2为74hc193芯片四位可预置可逆计数器,16级按钮可调从12.5hz至200hz调节分频级数,输出4分之一的3.18hz至50hz三相交流,1、9、10、15脚置数置1,脚2、3、6、7为按钮4位计数输出,4、5脚为按钮开关手动脉冲增减输入,12脚为加计数进位输出的低电平给11脚置数,用于按钮满度时按在最高处,13脚为减计数借位输出的低电平与停机时的低电平经过与非门给11脚清0,用于按钮减到底时按在最低处,或低速起动。

ic3同样为74hc193芯片四位可预置可逆计数器,4位置数为按钮4位计数输出,触发cp为振荡基波,在预置数上加至全1输出一个进位脉冲,作为下一级时序触发脉冲,同时重新置数再做加计数,所以按钮ic2计数器调节了ic3计数器置数,ic3从预置数到加满计数器为输出三相频率调节,接线连接为1、9、10、15脚接ic2的计数输出,2、3、6、7脚计数输出悬空,4、13脚为借位输出与减计数相连,弃用减计数,5脚接振荡输出,进位输出12脚给11脚置数,同时作为下一级cp,14脚接高电平否清0。

ic4为74hc27芯片三路3输入或非门,其中一个或非门8、9、10、11脚做下一级时序控制输入,另一个或非门1、2、12、13脚做按钮清0,或非门3、4、5、6脚做反向器。

ic5为74hc164芯片8位串输入并输出移位寄存器,数据通过两个输入端1或2脚串行输入,任一输入可以高电平作使能,两个输入端也可以连在一起,图中1脚2脚一起连接来自于ic4与非门的输出8脚,脚3、4、5、6、10、11、12、13为并行输出,4脚接ic4的11脚,5脚接ic4的10脚,6脚接ic4的9脚,脚4、5、6经过或非门见1出0全0出1,如4、5、6脚有1则移位后至少出3个0,当3脚为0时加为4个0,则形成四个0两个1的循环,当3脚为1时最多出四个0,也形成四个0两个1循环。当4、5、6全为0,3为1时,再出一个1,形成两个1必至四个0,当4、5、6全为0,3为0时,就是四个0必至两个1,输入触发cp的8脚接来自于ic3的12脚进位输出,9脚清0的低电平来自于停机高电平经过ic1施密特反向器的10脚,在停机时没有输出,输出为3、4、5、6、10、11脚6位。

os1、os2的tlp521-4为两块集成光耦,六个光耦的输入接ic5的6位输出,六个光耦的输出控制逆变桥的六个臂,第七个光耦的输入接ic3的12脚进位输出cp,作为耦合频率显示输出cp,r4为光耦输入限流电阻,第八个光耦为开机继电器,通过光耦输入输出串联,并在输入输出上并联两个按钮开关s3、s4,按下s4为开机自锁,按下s3则断开,上拉电阻r8上输出开机低电平与关机高电平,关机时对按钮调速ic2与三相输出ic5清0。

t0为信号加载三极管,基波信号通过电阻偏置r5、泄流r6控制三极管的门极,加载至光耦的六个输入,r7为加载光耦限流电阻,三极管a03402为贴片封装。

变频器输出逆变桥由六个三极管t1、t3、t5的p管与t2、t4、t6的n管组成,四个0两个1的数字循环经过光耦分别顺序控制六个三极管的门极,r9为三个p管偏置电阻100k,r10为正偏置分压电阻1m,r11为三个n管偏置电阻100k,光耦连接在门极与偏置电阻之间,l1、l2、l3为电机三组线圈,输出三相a、b、c至电机线圈为三角形连接,c4、c5、c6为电机线圈续流电容,v+与v-为输入直流正负极,v/2来自于电机两个线圈的串联,在切割磁力线不同角度虽有偏差,但都在v/2附近,运行时波形后坐能提高输出扭矩,三相输出为两级电压所调正弦波,加载波为电机恒定频率。

图中参数设置的置数与上拉电阻为10k,限流与泄流电阻为1k,去抖电容101,续流电容104,p管irf9530,n管irf530,可作为2.2kw电机变频器。

如图2所示为应用本发明三相异步电机恒抗变频器波形图,图中1为200hz振荡基波,2为调速触发负脉冲,3为a相加载输出,4为b相加载输出,5为c相加载输出,6为近似正弦三相等效输出。三相调速输出是以改变加载波的个数改变三相频率,而加载波的频率不变,达到电机恒频率至恒阻抗的目的。



技术特征:

技术总结
本发明涉及三相异步电机恒抗变频器,可广泛的应用于小型电机大众化低成本应用,以及动力电机在此基础上的功能提升,图中1为200hz振荡基波,2为调速触发负脉冲,3为a相加载输出,4为b相加载输出,5为c相加载输出,6为近似正弦三相等效输出,三相调速输出是以改变加载波的个数改变三相频率,而加载波的频率不变,达到电机恒频率至恒阻抗的目的。

技术研发人员:不公告发明人
受保护的技术使用者:武汉豪岩照明电子有限公司
技术研发日:2017.09.16
技术公布日:2018.01.23
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