一種改進(jìn)型變頻器控制板調(diào)試電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及變頻器技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種改進(jìn)型變頻器控制板調(diào)試電路，包括U相電流電路、V相電流電路、W相電流電路、U相邏輯電路、V相邏輯電路和W相邏輯電路，U相電流電路、V相電流電路和W相電流電路的結(jié)構(gòu)一致，均包括上橋臂電路和下橋臂電路；上橋臂電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一電容、第二電容和第一光耦；下橋臂電路包括第四電阻、第五電阻、第六電阻、第三電容、第四電容和第二光耦；第一光耦的輸出端發(fā)射極與第二光耦的輸出端集電極共同連接一輸出端，U相邏輯電路、V相邏輯電路和W相邏輯電路的結(jié)構(gòu)一致，均包括第一邏輯門電路和第二邏輯門電路。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)電流跟隨電壓同步輸出，且電流的正弦性更好。
【專利說(shuō)明】
一種改進(jìn)型變頻器控制板調(diào)試電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及變頻器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，特別涉及一種改進(jìn)型變頻器控制板調(diào)試電路。
【背景技術(shù)】
[0002]變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用，調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的一種控制裝置。變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍寬，調(diào)速精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，低速轉(zhuǎn)矩好，節(jié)約電能，工作效率高，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用變頻調(diào)速，不僅可以使電機(jī)在節(jié)能的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，而且還可以大大提高電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制精度，提升工藝質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
[0003]在變頻器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，控制板是重要的部件之一，其中最重要的一點(diǎn)即是電流的閉環(huán)調(diào)試。而針對(duì)目前的調(diào)試工裝，只能提供電位器的方法，調(diào)節(jié)直流電流反饋給電源板，不能實(shí)時(shí)模擬電流變化和幅度，故而不能動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。
[0004]
【申請(qǐng)人】在先申請(qǐng)的專利201520246816.2中提出了一種變頻器控制板的調(diào)試電路，較好的解決了上述問(wèn)題。
[0005]但是具體使用過(guò)程中，還存在缺陷，缺陷的原理描述如下:電機(jī)驅(qū)動(dòng)的PWM控制算法中，輸出電壓的計(jì)算，是通過(guò)六個(gè)橋臂的上橋?qū)崿F(xiàn)的。即通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，分解到U+、V+、W+的輸出，實(shí)現(xiàn)三相互差120度正弦電壓輸出。而下橋臂U-、V-、W-是相對(duì)于上橋臂的反向輸出。以U相電流為例，上橋臂U+輸出90 %占空比的方波，則下橋臂U-肯定輸出1 %占空比的方波(此處忽略了上、下橋臂的死區(qū))。但是實(shí)際電流流向(以正向電流方向模擬)是:
[0006]流出U相電流:U+4電機(jī)流入U(xiǎn)相電流:V+、W+—電機(jī)—U-;即U+和v-、w-組成閉和回路，U-和V+、W+組成閉和回路;V+和W-、U-組成閉和回路，V-和w+、u+組成閉和回路；W+和U-、V-組成閉和回路，W-和U+、V+組成閉和回路;而不是U+和U-組成閉和回路。也就是說(shuō)
【申請(qǐng)人】在先申請(qǐng)的專利，只能作為調(diào)試使用，對(duì)實(shí)際情況的模擬不正確。
[0007]因此，確有必要設(shè)計(jì)一種改進(jìn)型的改進(jìn)型變頻器控制板調(diào)試電路。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的在于提供一種改進(jìn)型變頻器控制板調(diào)試電路，該電路可以實(shí)現(xiàn)電流跟隨電壓同步輸出，并且電流的正弦性更好。
[0009]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0010]一種改進(jìn)型變頻器控制板調(diào)試電路，包括U相電流電路、V相電流電路、W相電流電路、U相邏輯電路、V相邏輯電路和W相邏輯電路，所述U相電流電路、V相電流電路和W相電流電路的結(jié)構(gòu)一致，均包括上橋臂電路和下橋臂電路；
[0011]其中，所述上橋臂電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一電容、第二電容和第一光親，所述第一電阻的一端與+5V電源連接，其另一端與第一光親的輸入端正極連接，所述第一電容連接在第一光親的輸入端正極和輸入端負(fù)極之間，所述第一光親的輸入端負(fù)極還與第一控制端連接，所述第二電阻一端與+15V電源連接，另一端與第一光耦的輸出端集電極連接，所述第二電容連接在第一光耦的輸出端集電極與輸出端發(fā)射極之間，所述第三電阻與第二電容并聯(lián)；
[0012]所述下橋臂電路包括第四電阻、第五電阻、第六電阻、第三電容、第四電容和第二光耦，所述第四電阻的的一端與+5V電源連接，其另一端與第二光耦的輸入端正極連接，所述第三電容連接在第二光耦的輸入端正極和輸入端負(fù)極之間，所述第二光耦的輸入端負(fù)極還與第二控制端連接，所述第五電阻一端與+15V電源連接，另一端與第二光耦的輸出端發(fā)射極連接，所述第四電容連接在第二光耦的輸出端集電極與輸出端發(fā)射極之間，所述第六電阻與第四電容并聯(lián)；
[0013]所述第一光耦的輸出端發(fā)射極與第二光耦的輸出端集電極共同連接一輸出端；
[0014]所述U相邏輯電路、V相邏輯電路和W相邏輯電路的結(jié)構(gòu)一致，均包括第一邏輯門電路和第二邏輯門電路，所述第一邏輯門電路與上橋臂電路的第一控制端連接，所述第二邏輯門電路與下橋臂電路的第二控制端連接;所述第一邏輯門電路包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第一與門芯片、第二與門芯片和第四反相器，所述第一反相器和第二反相器的輸出端均與第一與門芯片的兩個(gè)輸入端連接，所述第三反相器的輸出端與第二與門芯片的一個(gè)輸入端連接，所述第一與門芯片的輸出端與第二與門芯片的另一個(gè)輸入端連接，所述第二與門芯片的輸出端與第四反相器的輸入端連接。
[0015]優(yōu)選地，所述第一反相器、第二反相器、第三反相器和第四反相器的型號(hào)均為74HC14，所述第一與門芯片和第二與門芯片的型號(hào)均為74HC08。
[0016]優(yōu)選地，所述輸出端還通過(guò)一第五電容接地。
[0017]優(yōu)選地，所述第一光耦和第二光耦均為高速光耦。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:本實(shí)用新型可以根據(jù)控制輸出的PWM波，直接生成對(duì)應(yīng)的頻率和幅度的交流反饋電流信號(hào)，再提供給控制電流以便于電流的閉環(huán)調(diào)試，從而減去了上機(jī)調(diào)試的難度和危險(xiǎn)度，同時(shí)由于增加了邏輯門電路，可以實(shí)現(xiàn)電流跟隨電壓同步輸出，并且電流的正弦性更好。
【附圖說(shuō)明】

[0019]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本實(shí)用新型的改進(jìn)型變頻器控制板調(diào)試電路的電氣原理圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型的改進(jìn)型變頻器控制板調(diào)試電路中第一邏輯門電路的電氣原理圖。
[0022]圖3為本實(shí)用新型的改進(jìn)型變頻器控制板調(diào)試電路中第二邏輯門電路的電氣原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(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。
[0024]參閱圖1所示，本實(shí)用新型提供一種改進(jìn)型變頻器控制板調(diào)試電路，包括U相電流電路、V相電流電路和W相電流電路，所述U相電流電路、V相電流電路和W相電流電路的結(jié)構(gòu)一致，均包括上橋臂電路和下橋臂電路。
[0025]在本實(shí)用新型中，所述上橋臂電路包括第一電阻R24、第二電阻R34、第三電阻R36、第一電容C10、第二電容C16和第一光耦U5，所述第一電阻R24的一端與+5V電源連接，其另一端與第一光親U5的輸入端正極連接，所述第一電容ClO連接在第一光親U5的輸入端正極和輸入端負(fù)極之間，所述第一光耦U5的輸入端負(fù)極還與第一控制端DU+連接，所述第二電阻R34—端與+15V電源連接，另一端與第一光耦U5的輸出端集電極連接，所述第二電容C16連接在第一光耦U5的輸出端集電極與輸出端發(fā)射極之間，所述第三電阻R36與第二電容C16并耳關(guān)。
[0026]在本實(shí)用新型中，所述下橋臂電路包括第四電阻R25、第五電阻R35、第六電阻R37、第三電容C11、第四電容C17和第二光耦U6，所述第四電阻R25的的一端與+5V電源連接，其另一端與第二光耦U6的輸入端正極連接，所述第三電容Cl I連接在第二光耦U6的輸入端正極和輸入端負(fù)極之間，所述第二光耦U6的輸入端負(fù)極還與第二控制端DU-連接，所述第五電阻R35—端與+15V電源連接，另一端與第二光耦U6的輸出端發(fā)射極連接，所述第四電容C17連接在第二光耦U6的輸出端集電極與輸出端發(fā)射極之間，所述第六電阻R37與第四電容C17并聯(lián)。
?0027] 所述第一光親U5的輸出端發(fā)射極與第二光親U6的輸出端集電極共同連接一輸出端 IU_2。
[0028]在本實(shí)用新型中，所述輸出端IU_2還通過(guò)一第五電容C20接地。
[0029]+15V電源，-15V電源是工裝板已經(jīng)有的部分，圖1只列出U相電流的生成方式，實(shí)際上V相電流，W相電流也是與U相電流相同的。第一控制端DU+和第二控制端DU-是低電平有效。
[0030]根據(jù)電機(jī)控制理論和通用處理方式，第一控制端DU+和第二控制端DU-是對(duì)稱互補(bǔ)的。即:PffM載波是1K的，則第一控制端DU+和第二控制端DU-的周期是10us;如果不考慮死區(qū)，互補(bǔ)的意思就是:假如第一控制端DU+的脈沖占空比是I %，S卩Ius，則第二控制端DU-的是99 %，既99us，而變頻器就是調(diào)節(jié)百分比輸出，實(shí)現(xiàn)交流電的輸出。
[0031]圖1所示的本實(shí)用新型的改進(jìn)型變頻器控制板調(diào)試電路的工作原理為:
[0032]在停機(jī)即PffM無(wú)輸出時(shí)，輸出端IU_2是+15V和-15V通過(guò)電阻R34、R35、R36、R37的中點(diǎn)，即為OV。
[0033]而在實(shí)際運(yùn)行中，需要分析兩個(gè)趨勢(shì)，即:第一控制端DU+的占空比從O%增大到100%，由于第二控制端DU-因?yàn)槭腔パa(bǔ)的，其占空比肯定從100%減小到0%。在上橋第一控制端DU+輸出占空比為25 %時(shí)，下橋第二控制端DU-的輸出為75 %，在DU+、DU-輸出有效時(shí)，會(huì)控制光耦U5、U6導(dǎo)通，則光耦U5、U6輸出側(cè)的電阻R36，R37會(huì)被短路掉。因?yàn)镈U+、DU-是互補(bǔ)的，不可能同時(shí)輸出有效值，則在DU+導(dǎo)通時(shí)，因電阻R36被短路，分壓會(huì)偏到OV以上，既實(shí)現(xiàn)DU+輸出時(shí)，電流為正。但是DU+的輸出會(huì)被DU-的輸出抵消掉，所以當(dāng)DU+ % >DU- %時(shí)，輸出電流為正。當(dāng)DU+%〈DU-%時(shí)，輸出電流為負(fù)。其中電容C17、C16起到平滑電流信號(hào)的作用。而IU_2的輸出，到電流檢測(cè)的ADC，即可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)檢測(cè)控制。
[0034]本實(shí)用新型經(jīng)過(guò)多組實(shí)驗(yàn)的論證，可以根據(jù)輸出頻率大小，顯示不同電流，可以實(shí)現(xiàn)電流閉環(huán)的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)過(guò)流的降頻，也能驗(yàn)證輸出缺相。
[0035]參閱圖2和圖3所示，所述U相邏輯電路、V相邏輯電路和W相邏輯電路的結(jié)構(gòu)一致，均包括第一邏輯門電路和第二邏輯門電路，所述第一邏輯門電路與上橋臂電路的第一控制端連接，所述第二邏輯門電路與下橋臂電路的第二控制端連接;所述第一邏輯門電路包括第一反相器(U10、U16)、第二反相器(U11、U17)、第三反相器(U13、U19)、第一與門芯片(U12、U18)、第二與門芯片(U14、U20)和第四反相器(U15、U21)，所述第一反相器和第二反相器的輸出端均與第一與門芯片的兩個(gè)輸入端連接，所述第三反相器的輸出端與第二與門芯片的一個(gè)輸入端連接，所述第一與門芯片的輸出端與第二與門芯片的另一個(gè)輸入端連接，所述第二與門芯片的輸出端與第四反相器的輸入端連接。
[0036]圖2和圖3中僅給出了U相邏輯電路的電路圖，實(shí)際上V相邏輯電路和W相邏輯電路與U相邏輯電路也是一致的。
[0037]作為優(yōu)選，所述第一反相器、第二反相器、第三反相器和第四反相器的型號(hào)均為74HC14，所述第一與門芯片和第二與門芯片的型號(hào)均為74HC08。
[0038]通過(guò)本實(shí)用新型中U相邏輯電路、V相邏輯電路和W相邏輯電路的實(shí)施，實(shí)際電流輸出邏輯組合如下:
[0039]DU+ = U+&V-&ff-；
[0040]DV+ = V+&ff-&U-；
[0041]Dff+=ff+&U-&V-；
[0042]DU- = U-&V+&ff+；
[0043]DV- = V-&ff+&U+；
[0044]Dff-=ff-&U+&V+；
[0045]由于本實(shí)用新型增加這部分邏輯門電路后，可以實(shí)現(xiàn)電流跟隨電壓同步輸出，并且電流的正弦性更好，若電路中的第一和第二光藕U5、U6更換為高速光藕，則輸出電流幾近完美的正弦。
[0046]雖然結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但是專利所有者可以在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)做出各種變形或修改，只要不超過(guò)本實(shí)用新型的權(quán)利要求所描述的保護(hù)范圍，都應(yīng)當(dāng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種改進(jìn)型變頻器控制板調(diào)試電路，其特征在于:包括U相電流電路、V相電流電路、W相電流電路、U相邏輯電路、V相邏輯電路和W相邏輯電路，所述U相電流電路、V相電流電路和W相電流電路的結(jié)構(gòu)一致，均包括上橋臂電路和下橋臂電路； 其中，所述上橋臂電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一電容、第二電容和第一光親，所述第一電阻的一端與+5V電源連接，其另一端與第一光親的輸入端正極連接，所述第一電容連接在第一光親的輸入端正極和輸入端負(fù)極之間，所述第一光親的輸入端負(fù)極還與第一控制端連接，所述第二電阻一端與+15V電源連接，另一端與第一光親的輸出端集電極連接，所述第二電容連接在第一光耦的輸出端集電極與輸出端發(fā)射極之間，所述第三電阻與第二電容并聯(lián)； 所述下橋臂電路包括第四電阻、第五電阻、第六電阻、第三電容、第四電容和第二光耦，所述第四電阻的的一端與+5V電源連接，其另一端與第二光耦的輸入端正極連接，所述第三電容連接在第二光耦的輸入端正極和輸入端負(fù)極之間，所述第二光耦的輸入端負(fù)極還與第二控制端連接，所述第五電阻一端與+15V電源連接，另一端與第二光耦的輸出端發(fā)射極連接，所述第四電容連接在第二光耦的輸出端集電極與輸出端發(fā)射極之間，所述第六電阻與第四電容并聯(lián)； 所述第一光耦的輸出端發(fā)射極與第二光耦的輸出端集電極共同連接一輸出端； 所述U相邏輯電路、V相邏輯電路和W相邏輯電路的結(jié)構(gòu)一致，均包括第一邏輯門電路和第二邏輯門電路，所述第一邏輯門電路與上橋臂電路的第一控制端連接，所述第二邏輯門電路與下橋臂電路的第二控制端連接;所述第一邏輯門電路包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第一與門芯片、第二與門芯片和第四反相器，所述第一反相器和第二反相器的輸出端均與第一與門芯片的兩個(gè)輸入端連接，所述第三反相器的輸出端與第二與門芯片的一個(gè)輸入端連接，所述第一與門芯片的輸出端與第二與門芯片的另一個(gè)輸入端連接，所述第二與門芯片的輸出端與第四反相器的輸入端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型變頻器控制板調(diào)試電路，其特征在于:所述第一反相器、第二反相器、第三反相器和第四反相器的型號(hào)均為74HC14，所述第一與門芯片和第二與門芯片的型號(hào)均為74HC08。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型變頻器控制板調(diào)試電路，其特征在于:所述輸出端還通過(guò)一第五電容接地。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型變頻器控制板調(diào)試電路，其特征在于:所述第一光耦和第二光耦均為高速光耦。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK205692081SQ201620658171
【公開(kāi)日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日 公開(kāi)號(hào)201620658171.8, CN 201620658171, CN 205692081 U, CN 205692081U, CN-U-205692081, CN201620658171, CN201620658171.8, CN205692081 U, CN205692081U
【發(fā)明人】盧雪明, 歐陽(yáng)家淦
【申請(qǐng)人】廣州三晶電氣股份有限公司