專利名稱：一種變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電學(xué)領(lǐng)域，特別是涉及一種變頻器。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了電氣傳動(dòng)的技術(shù)革命。交流調(diào)速取代直流調(diào)速，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制取代模擬控制已成為發(fā)展趨勢(shì)。交流電機(jī)變頻調(diào)速是當(dāng)今節(jié)約電能，改善生產(chǎn)工藝流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以及改善運(yùn)行環(huán)境的一種主要手段。變頻調(diào)速以其高效率，高功率因數(shù)，以及優(yōu)異的調(diào)速和啟制動(dòng)性能等諸多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式?，F(xiàn)有技術(shù)的變頻器依然存在適用范圍小，系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，保護(hù)功能不夠完善、及時(shí)，容易發(fā)生故障，操作不靈活等缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種變頻器，能夠解決上述缺點(diǎn)，適應(yīng)各種應(yīng)用場(chǎng)合，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，保護(hù)功能完善及時(shí)，操作靈活方便，效率高。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種變頻器，包括輸入單元、主電路單元、控制單元、功能單元、輸出單元，所述輸入單元與輸出單元之間并聯(lián)設(shè)有所述主電路單元、所述控制單元、功能單元連接，所述主電路單元為絕緣柵雙極型晶體管IGBT功率單元，所述控制單元包括開環(huán)控制單元、閉環(huán)控制單元，所述開環(huán)控制單元與所述閉環(huán)控制單元并聯(lián)連接，所述輸入單元與輸出單元之間設(shè)有加法器，與所述加法器串聯(lián)連接設(shè)有開關(guān)電路。在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述功能單元包括電流限幅單元、自動(dòng)穩(wěn)壓?jiǎn)卧⑥D(zhuǎn)速追蹤單元、過(guò)壓失速單元、回升制動(dòng)單元、監(jiān)視單元、抑制高次諧波單元，所述功能單元包括的上述單元之間采用平鋪式連接。在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述回升制動(dòng)單元為在所述變頻器上連接設(shè)置回升制動(dòng)電阻或制動(dòng)單元。在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述監(jiān)視單元包括運(yùn)行監(jiān)視單元、故障及故障查詢監(jiān)視單元，所述運(yùn)行監(jiān)視單元監(jiān)視內(nèi)容包括輸出頻率、輸入?yún)⒖碱l率、輸出電流、輸出電壓、過(guò)載率、直流母線電壓及程序運(yùn)行時(shí)間；故障及故障查詢監(jiān)視單元監(jiān)視的內(nèi)容包括當(dāng)前故障時(shí)的輸出頻率、直流母線電壓、輸出電流、運(yùn)行方向、運(yùn)行狀態(tài)、限幅狀態(tài)、前一次故障代碼、前二次故障代碼、前三次故障代碼。在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述變頻器的外殼上固定設(shè)有本機(jī)鍵盤、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口，所述變頻器通過(guò)線纜連接設(shè)有遠(yuǎn)控鍵盤，所述本機(jī)鍵盤與所述遠(yuǎn)控鍵盤之間設(shè)有自由轉(zhuǎn)換功能裝置。在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述本機(jī)鍵盤和遠(yuǎn)控鍵盤上設(shè)有中、英文液晶顯示裝置、鍵盤電位器、操作按鍵、指示燈裝置。[0011 ] 在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述變頻器外殼上還設(shè)有壓鑄鋁散熱器。在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述變頻器外殼為塑料模壓箱體。在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述開關(guān)電路包括對(duì)高頻電流具有共柵極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管、共基極結(jié)構(gòu)的雙極性晶體管。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型的一種變頻器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出電流諧波成分小，運(yùn)行平穩(wěn)，效率高；采用IGBT功率單元，實(shí)現(xiàn)靜音運(yùn)行；保護(hù)功能完善，變頻器發(fā)生短路、過(guò)流、過(guò)載、過(guò)壓故障時(shí)，系統(tǒng)均能及時(shí)保護(hù)，運(yùn)行功率較大時(shí)，能夠使電源電壓下降， 降低功耗。

圖1是本實(shí)用新型一種變頻器一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖中各部件的標(biāo)記如下1、輸入單元，2、主電路單元，3、控制單元，4、功能單元， 5、輸出單元，6、開環(huán)控制單元，7、閉環(huán)控制單元，8、加法器，9、開關(guān)電路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例包括一種變頻器，包括輸入單元1、主電路單元2、控制單元3、功能單元4、輸出單元 5，所述輸入單元1與輸出單元5之間并聯(lián)設(shè)有所述主電路單元2、所述控制單元3、功能單元4連接。所述輸入單元與輸出單元之間設(shè)有加法器8，與所述加法器9串聯(lián)連接設(shè)有開關(guān)電路9。在運(yùn)行功率較大時(shí)，能夠使電源電壓下降，降低功耗。加法器8，用于將輸入電流信號(hào)和預(yù)定的基準(zhǔn)電流信號(hào)相加以輸出對(duì)應(yīng)輸出電流信號(hào)與基準(zhǔn)電流信號(hào)之和的電流信號(hào)；開關(guān)電路9，用于只通過(guò)幅度大于門限電流的那部分電流信號(hào)以輸出電流信號(hào)。所述開關(guān)電路9包括對(duì)高頻電流具有共柵極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管、共基極結(jié)構(gòu)的雙極性晶體管。所述主電路單元2為絕緣柵雙極型晶體管IGBT功率單元。新一代的IGBT功率單元的最高載波頻率為16kHz，電動(dòng)機(jī)基本無(wú)電磁噪聲，實(shí)現(xiàn)低噪音的環(huán)保設(shè)計(jì)。所述控制單元3包括開環(huán)控制單元6、閉環(huán)控制單元7，所述開環(huán)控制單元6與所述閉環(huán)控制單元7并聯(lián)連接。所述開環(huán)控制單元6為采用保證輸出電壓和頻率成正比的控制方式的開環(huán)控制單元6。輸入方式有數(shù)字鍵盤、計(jì)算機(jī)、模擬電位器、電壓源、電流源、程序運(yùn)行、擺頻運(yùn)行、 步進(jìn)方式等，開環(huán)控制的控制方式靈活、方便。所述閉環(huán)控制單元7為采用比例積分微分PID的控制方式的閉環(huán)控制單元7，輸入方式有數(shù)字鍵盤、計(jì)算機(jī)、模擬電位器、電壓源、電流源及其相互組合，閉環(huán)控制方式使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
4[0027]PID的控制方式可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制，也就是將傳感器檢測(cè)的輸出物理量作為反饋，調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率(電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)，使某一物理量的輸出與指令目標(biāo)一致的控制方式。PID控制方式對(duì)以下的控制反饋有效，包括壓力控制、流量控制、溫度控制。將壓力傳感器的檢測(cè)值作為反饋量，可控制壓力一定。將流量傳感器的檢測(cè)值作為反饋量，可控制流量一定。將溫度傳感器的檢測(cè)值作為反饋量，可控制溫度一定。所述功能單元4包括電流限幅單元、自動(dòng)穩(wěn)壓?jiǎn)卧?、轉(zhuǎn)速追蹤單元、過(guò)壓失速單元、回升制動(dòng)單元、監(jiān)視單元、抑制高次諧波單元，所述功能單元4包括的上述單元之間采用平鋪式連接。功能單元4使本實(shí)用新型的變頻器具有更加強(qiáng)大的功能，適用的領(lǐng)域更加廣泛，使系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)更加平穩(wěn)，安全，發(fā)生短路、過(guò)流、過(guò)載、過(guò)壓故障時(shí)，系統(tǒng)均能及時(shí)保護(hù)。電流限幅單元8是加減速過(guò)程中，若變頻器輸出電流超過(guò)其限幅值，輸出頻率保持不變；穩(wěn)速時(shí)，輸出頻率下降。當(dāng)變頻器輸出電流小于電流限幅值時(shí)，按正常的輸入指令運(yùn)行。自動(dòng)穩(wěn)壓?jiǎn)卧?是在輸入電壓變動(dòng)的情況下，輸出電壓基本不變，保持V/F值(變頻器的輸出電壓和輸出頻率成正比關(guān)系)恒定。即使輸入電網(wǎng)存在較大的波動(dòng)，輸出電壓也基本保持不變。轉(zhuǎn)速追蹤單元是變頻器在運(yùn)行過(guò)程時(shí)，若發(fā)生瞬時(shí)停電，電源又立即恢復(fù)，此時(shí)， 變頻器將自動(dòng)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使電機(jī)平滑無(wú)沖擊地重新運(yùn)行至輸入設(shè)定頻率。過(guò)壓失速單元中變頻器的直流母線過(guò)電壓一般是由減速引起的。減速時(shí)，若直流母線電壓升高到670V，則變頻器暫停減速，保持輸出頻率不變，直至直流母線電壓降低到 640V以下，變頻器重新開始減速過(guò)程?；厣苿?dòng)單元是在所述變頻器上連接設(shè)置回升制動(dòng)電阻或制動(dòng)單元。電動(dòng)機(jī)減速或帶勢(shì)能負(fù)載時(shí)，因能量回饋，變頻器直流母線電壓將會(huì)升高，此電壓稱為回升過(guò)電壓。為保持原減速過(guò)程，同時(shí)，不使變頻器出現(xiàn)過(guò)電壓保護(hù)，可投入回升制動(dòng)電阻或制動(dòng)單元以消耗這部分能量。所述監(jiān)視單元包括運(yùn)行監(jiān)視單元、故障及故障查詢監(jiān)視單元，所述運(yùn)行監(jiān)視單元監(jiān)視內(nèi)容包括輸出頻率、輸入?yún)⒖碱l率、輸出電流、輸出電壓、過(guò)載率、直流母線電壓及程序運(yùn)行時(shí)間；故障及故障查詢監(jiān)視單元監(jiān)視的內(nèi)容包括當(dāng)前故障時(shí)的輸出頻率、直流母線電壓、輸出電流、運(yùn)行方向、運(yùn)行狀態(tài)、限幅狀態(tài)、前一次故障代碼、前二次故障代碼、前三次故障代碼。所述抑制高次諧波單元是將所述變頻器連接直流DC、交流AC電抗器實(shí)現(xiàn)抑制高次諧波。例如，55_75kW變頻器可連接DC電抗器；93_400kW變頻器已內(nèi)接DC電抗器； 18. 5-400kff變頻器可連接AC電抗器。所述變頻器的外殼上固定設(shè)有本機(jī)鍵盤、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口，所述變頻器通過(guò)線纜連接設(shè)有遠(yuǎn)控鍵盤，所述本機(jī)鍵盤與所述遠(yuǎn)控鍵盤之間設(shè)有自由轉(zhuǎn)換功能裝置。操作方便， 雙鍵盤互動(dòng)切換控制，本機(jī)、遠(yuǎn)程操作自由選擇。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口提供標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)控制操作軟件。能夠聯(lián)網(wǎng)操作， 功能更加廣泛，控制方式靈活、方便。[0039]所述本機(jī)鍵盤和遠(yuǎn)控鍵盤上設(shè)有中、英文液晶顯示裝置、鍵盤電位器、操作按鍵、 指示燈裝置。中、英文顯示方式隨時(shí)設(shè)定，人機(jī)界面友好，方便快捷。所述變頻器外殼上還設(shè)有壓鑄鋁散熱器。及時(shí)給變頻器散熱，目的是使變頻器能夠保持良好的工作狀態(tài)，延長(zhǎng)使用壽命。所述變頻器外殼為塑料模壓箱體。采用模具化生產(chǎn)，外形美觀，結(jié)構(gòu)緊湊。本實(shí)用新型的一種變頻器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出電流諧波成分小，運(yùn)行平穩(wěn)，效率高；采用IGBT功率單元，實(shí)現(xiàn)靜音運(yùn)行；保護(hù)功能完善，變頻器發(fā)生短路、過(guò)流、過(guò)載、過(guò)壓故障時(shí)，系統(tǒng)均能及時(shí)保護(hù)，運(yùn)行功率較大時(shí)，能夠使電源電壓下降，降低功耗。以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種變頻器，其特征在于，包括輸入單元、主電路單元、控制單元、功能單元、輸出單元，所述輸入單元與輸出單元之間并聯(lián)設(shè)有所述主電路單元、所述控制單元、功能單元連接，所述主電路單元為絕緣柵雙極型晶體管IGBT功率單元，所述控制單元包括開環(huán)控制單元、閉環(huán)控制單元，所述開環(huán)控制單元與所述閉環(huán)控制單元并聯(lián)連接，所述輸入單元與輸出單元之間設(shè)有加法器，與所述加法器串聯(lián)連接設(shè)有開關(guān)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器，其特征在于，所述功能單元包括電流限幅單元、自動(dòng)穩(wěn)壓?jiǎn)卧?、轉(zhuǎn)速追蹤單元、過(guò)壓失速單元、回升制動(dòng)單元、監(jiān)視單元、抑制高次諧波單元，所述功能單元包括的上述單元之間采用平鋪式連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻器，其特征在于，所述回升制動(dòng)單元為在所述變頻器上連接設(shè)置回升制動(dòng)電阻或制動(dòng)單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻器，其特征在于，所述監(jiān)視單元包括運(yùn)行監(jiān)視單元、故障及故障查詢監(jiān)視單元，所述運(yùn)行監(jiān)視單元監(jiān)視內(nèi)容包括輸出頻率、輸入?yún)⒖碱l率、輸出電流、輸出電壓、過(guò)載率、直流母線電壓及程序運(yùn)行時(shí)間；故障及故障查詢監(jiān)視單元監(jiān)視的內(nèi)容包括當(dāng)前故障時(shí)的輸出頻率、直流母線電壓、輸出電流、運(yùn)行方向、運(yùn)行狀態(tài)、限幅狀態(tài)、 前一次故障代碼、前二次故障代碼、前三次故障代碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器，其特征在于，所述變頻器的外殼上固定設(shè)有本機(jī)鍵盤、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口，所述變頻器通過(guò)線纜連接設(shè)有遠(yuǎn)控鍵盤，所述本機(jī)鍵盤與所述遠(yuǎn)控鍵盤之間設(shè)有自由轉(zhuǎn)換功能裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變頻器，其特征在于，所述本機(jī)鍵盤和遠(yuǎn)控鍵盤上設(shè)有中、英文液晶顯示裝置、鍵盤電位器、操作按鍵、指示燈裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變頻器，其特征在于，所述變頻器外殼上還設(shè)有壓鑄鋁散熱
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變頻器，其特征在于，所述變頻器外殼為塑料模壓箱體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器，其特征在于，所述開關(guān)電路包括對(duì)高頻電流具有共柵極結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管、共基極結(jié)構(gòu)的雙極性晶體管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種變頻器，包括輸入單元、主電路單元、控制單元、功能單元、輸出單元，所述輸入單元與輸出單元之間并聯(lián)設(shè)有所述主電路單元、所述控制單元、功能單元連接，所述主電路單元為絕緣柵雙極型晶體管IGBT功率單元，所述控制單元包括開環(huán)控制單元、閉環(huán)控制單元，所述開環(huán)控制單元與所述閉環(huán)控制單元并聯(lián)連接，所述輸入單元與輸出單元之間設(shè)有加法器，與所述加法器串聯(lián)連接設(shè)有開關(guān)電路。通過(guò)上述方式，本實(shí)用新型的采用IGBT功率單元，實(shí)現(xiàn)靜音運(yùn)行；保護(hù)功能完善，變頻器發(fā)生短路、過(guò)流、過(guò)載、過(guò)壓故障時(shí)，系統(tǒng)均能及時(shí)保護(hù)，運(yùn)行功率較大時(shí)，能夠使電源電壓下降，降低功耗。
文檔編號(hào)H02M1/12GK202260982SQ201120381908
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月10日
發(fā)明者張亞坤 申請(qǐng)人:常州蘇控自動(dòng)化設(shè)備有限公司