專利名稱：一種永磁同步電動機的變頻控制電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種變頻控制電路，尤其是一種永磁同步電動機的變頻控制電 路。
背景技術：
隨著國家對節能要求的提高，永磁同步電動機在家電行業的應用逐漸展開，永磁 同步電動機的變頻調速技術也逐漸得到應用。目前，永磁同步電動機的變頻調速使用的核心功率器件一般為小型智能功率模 塊。由于使用中可能出現輸出短路、橋臂直通等現象，導致功率模塊因瞬間通過極大電流而 過熱損壞。為防止這一現象，功率模塊本身要求使用時配置N側母線電阻，并將電阻電壓經 RC濾波反饋回功率模塊，功率模塊通過檢測反饋電壓的大小，判斷是否出現瞬時過流，一旦 出現瞬時過流，功率模塊內部驅動保護電路將立即切斷輸出，保護功率模塊不受損壞。目前，在永磁同步電動機的變頻調速中，圖1是現有技術的功能框圖，一般都是上 述使用方法。但上述技術存在的一個重大缺陷是，由永磁同步電動機的轉子是一個永磁體，當 定子繞組電流超過一定值時，轉子將被去磁。永磁同步電動機的去磁電流一般比功率模塊 的瞬時過流保護閾值要小，也就是說，在功率模塊瞬時過流保護動作之前，由于電流超過去 磁電流，可能已經導致永磁同步電動機轉子去磁。在永磁同步電動機的使用中，往往是以轉速為控制目標量，忽略了對電動機電流 大小的控制，應電流過大，導致電動機去磁損壞的情況時有發生。因此，需要一種新的永磁同步電動機的變頻控制電路以更好的解決現有永磁同步 電動機的去磁損壞問題。
發明內容有鑒于此，本實用新型致力于更好的解決現有永磁同步電動機的去磁損壞問題， 提出了一種永磁同步電動機的變頻控制電路。本實用新型解決該技術問題所采用的技術方案是一種永磁同步電動機的變頻控制電路包括對永磁同步電動機進行變頻的變頻器 和對變頻器進行控制的單片機，還包括取樣電路、運算放大電路、限壓電路和輸入濾波電 路；其中，所述取樣電路對永磁同步電動機一端和電源一極之間串聯一個取樣電阻 Rs，從而得到取樣電阻兩端的取樣電壓；所述運算放大電路對取樣電壓進行放大并調整到參考電壓以適合單片機使用的 輸出電壓；所述限壓電路對輸出電壓進一步調整到單片機使用的保護范圍之內；所述輸入濾波電路對限壓電路進行限壓處理之后的輸出電壓進行高頻濾波，然后輸送到單片機的模擬輸入口。上述運算放大電路包括第一運算放大器IC1、三個電阻R3、R4和R6以及參考電壓 電路；其中，電阻R3和R4分別從取樣電阻Rs兩端連接到第一運算放大器ICl的正負接點； 電阻R6兩端分別連接第一運算放大器ICl的負接點和輸出端；參考電壓電路的輸出端連接 至第一運算放大器ICl的正接點。上述參考電壓電路包括第二運算放大器IC2、三個電阻R1、R2和R5以及電容器 Cl ；電阻Rl和R2串聯后連接在電源電壓Vcc和電源電壓地GND之間；電容器Cl與電阻R2 并聯；第二運算放大器IC2的正接點連接至電阻Rl和R2之間，負接點連接至其輸出端；第 二運算放大器IC2的輸出端串聯電阻R5后連接到第一運算放大器ICl的正接點。本實用新型的有益效果是本實用新型結構簡單，在不犧牲變頻控制電路的功能前提下，有效實現永磁同步 電動機的去磁保護；同時降低了單片機成本，從而降低變頻控制電路的成本。
下面將參照附圖對本實用新型的具體實施方案進行更詳細的說明，其中 圖1是現有技術變頻控制電路結構圖；以及圖2是本實用新型的變頻控制電路結構圖。
具體實施方式
為了解決現有永磁同步電動機的去磁損壞問題，本實用新型提供了一種永磁同步 電動機的變頻控制電路。接下來具體說明該變頻控制電路。圖2示出本實用新型的變頻控制電路結構圖。如圖2所示，該變頻控制電路包括 取樣電路、運算放大電路、限壓電路和輸入濾波電路以及對永磁同步電動機進行變頻的變 頻器、對變頻器進行控制的單片機。其中，所述取樣電路對永磁同步電動機一端和電源一極之間串聯一個取樣電阻 Rs，從而得到取樣電阻兩端的取樣電壓。所述運算放大電路對取樣電壓進行放大并調整到參考電壓以適合單片機使用的 輸出電壓。所述限壓電路對輸出電壓進一步調整到單片機使用的保護范圍之內。所述輸入濾波電路對限壓電路進行限壓處理之后的輸出電壓進行高頻濾波，然后 輸送到單片機的模擬輸入口。上述運算放大電路包括第一運算放大器IC1、三個電阻R3、R4和R6以及參考電壓 電路；其中，電阻R3和R4分別從取樣電阻Rs兩端連接到第一運算放大器ICl的正負接點， 電阻R6兩端分別連接第一運算放大器ICl的負接點和輸出端，參考電壓電路的輸出端連接 至第一運算放大器ICl的正接點。上述參考電壓電路包括第二運算放大器IC2、三個電阻R1、R2和R5以及電容器 Cl。電阻Rl和R2串聯后連接在電源電壓Vcc和電源電壓地GND之間，電容器Cl與電阻R2 并聯，第二運算放大器IC2的正接點連接至電阻Rl和R2之間，負接點連接至其輸出端，第 二運算放大器IC2的輸出端串聯電阻R5后連接到第一運算放大器ICl的正接點。綜上所述，運算放大電路的作用在于將取樣電壓VS放大，同時將取樣電壓的基準零點調整的需要的參考電壓點，使之變成適合單片機使用的電壓信號輸出。兩個電阻R3和R4將電源電壓Vcc等分，得到參 考電壓Vref，通過電容Cl過濾掉高頻干擾信號，經運算放大器ICl作電壓跟隨輸出。取樣 電壓VS經運算放大器IC2進行差分放大，放大倍率由電阻R3和電阻R5的比值R3/R5決定， 同時將基準電壓變換到參考電壓Vref，變成適合單片機使用的電壓信號Vo輸出。上述限壓電路包括開關二極管Dl和D2。其中，開關二極管Dl —端連接至電源電 壓Vcc，一端連接至第一運算放大器ICl的輸出端；開關二極管Dl —端連接至第一運算放 大器ICl的輸出端，一端連接至電源電壓地GND。限壓電路的作用在于將電壓信號Vo限值在單片機輸入端允許的的最大最小限值范圍之內，保護單片 機不受損壞。上述輸入濾波電路包括電阻R7、電容C2 ；其中，電阻R7 —端連接第一運算放大器 ICl的輸出端，一端連接單片機的模擬輸入口 ；電容C2—端連接單片機的模擬輸入口，一端 連接電源電壓地GND。輸入濾波電路的作用在于將上述電壓信號Vo進行高頻濾波，去除疊加在電壓信號上的高頻擾動成分。由于 輸出脈沖電流在功率模塊開關時會有高頻擾動，因此取樣電壓Vs也存在高頻擾動，經運算 放大電路后，輸出電壓VO中依然存在高頻擾動成分，去除掉這些高頻擾動，有利于單片機 的準確計算。上述單片機通過檢測模擬輸入口的電壓，通過計算得到電動機電流。當電動機電 流超過預先設定的閾值的累計時間就調整輸出轉速，以降低電流保護永磁同步電動機。以上對本實用新型的具體描述旨在說明具體實施方案的實現方式，不能理解為是 對本實用新型的限制。本領域普通技術人員在本實用新型的教導下，可以在詳述的實施方 案的基礎上做出各種變體，這些變體均應包含在本實用新型的構思之內。本實用新型所要 求保護的范圍僅由所述的權利要求書進行限制。
權利要求一種永磁同步電動機的變頻控制電路，包括對永磁同步電動機進行變頻的變頻器和對變頻器進行控制的單片機，其特征在于還包括取樣電路、運算放大電路、限壓電路和輸入濾波電路；其中，所述取樣電路對永磁同步電動機一端和電源一極之間串聯一個取樣電阻Rs，從而得到取樣電阻兩端的取樣電壓；所述運算放大電路對取樣電壓進行放大并調整到參考電壓以適合單片機使用的輸出電壓；所述限壓電路對輸出電壓進一步調整到單片機使用的保護范圍之內；所述輸入濾波電路對限壓電路進行限壓處理之后的輸出電壓進行高頻濾波，然后輸送到單片機的模擬輸入口。
2.如權利要求1所述的變頻控制電路，其特征在于，所述運算放大電路包括第一運算 放大器IC1、三個電阻R3、R4和R6以及參考電壓電路；其中，電阻R3和R4分別從取樣電阻Rs兩端連接到第一運算放大器ICl的正負接點； 電阻R6兩端分別連接第一運算放大器ICl的負接點和輸出端； 參考電壓電路的輸出端連接至第一運算放大器ICl的正接點。
3.如權利要求2所述的變頻控制電路，其特征在于，所述參考電壓電路包括第二運算 放大器IC2、三個電阻R1、R2和R5以及電容器Cl ；電阻Rl和R2串聯后連接在電源電壓Vcc和電源電壓地GND之間； 電容器Cl與電阻R2并聯；第二運算放大器IC2的正接點連接至電阻Rl和R2之間，負接點連接至其輸出端； 第二運算放大器IC2的輸出端串聯電阻R5后連接到第一運算放大器ICl的正接點。
4.如權利要求2或3所述的變頻控制電路，其特征在于，所述限壓電路包括開關二極管 Dl 禾口 D2 ；其中，開關二極管Dl—端連接至電源電壓Vcc，一端連接至第一運算放大器ICl的輸 出端；開關二極管Dl—端連接至第一運算放大器ICl的輸出端，一端連接至電源電壓地GND。
5.如權利要求4所述的變頻控制電路，其特征在于，所述輸入濾波電路包括電阻R7、電 容C2 ；其中，電阻R7 —端連接第一運算放大器ICl的輸出端，一端連接單片機的模擬輸入Π ；電容C2 —端連接單片機的模擬輸入口，一端連接電源電壓地GND。
專利摘要本實用新型披露了一種永磁同步電動機的變頻控制電路。該變頻控制電路包括對直流無刷電動機進行變頻的變頻器和對變頻器進行控制的單片機；還包括取樣電路、運算放大電路、限壓電路和輸入濾波電路。本實用新型結構簡單，在不犧牲變頻控制電路的功能前提下，有效實現永磁同步電動機的去磁保護；同時降低了單片機成本，從而降低變頻控制電路的成本。
文檔編號H02P27/06GK201656912SQ20092035240
公開日2010年11月24日 申請日期2009年12月30日 優先權日2009年12月30日
發明者李光明 申請人:青島斑科變頻技術有限公司