一種改進型變頻器控制板調試電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及變頻器技術領域，公開了一種改進型變頻器控制板調試電路，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相電流電路的結構一致，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相邏輯電路的結構一致，均包括第一邏輯門電路和第二邏輯門電路。本實用新型可以實現電流跟隨電壓同步輸出，且電流的正弦性更好。
【專利說明】
一種改進型變頻器控制板調試電路
技術領域
[0001]本實用新型涉及變頻器技術領域，更具體地說，特別涉及一種改進型變頻器控制板調試電路。
【背景技術】
[0002]變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用，調節電網頻率以調節電動機轉速的一種控制裝置。變頻調速具有調速范圍寬，調速精度高，動態響應快，低速轉矩好，節約電能，工作效率高，使用方便等優點。應用變頻調速，不僅可以使電機在節能的轉速下運行，而且還可以大大提高電機轉速的控制精度，提升工藝質量和生產效率。
[0003]在變頻器系統結構中，控制板是重要的部件之一，其中最重要的一點即是電流的閉環調試。而針對目前的調試工裝，只能提供電位器的方法，調節直流電流反饋給電源板，不能實時模擬電流變化和幅度，故而不能動態調節。
[0004]
【申請人】在先申請的專利201520246816.2中提出了一種變頻器控制板的調試電路，較好的解決了上述問題。
[0005]但是具體使用過程中，還存在缺陷，缺陷的原理描述如下:電機驅動的PWM控制算法中，輸出電壓的計算，是通過六個橋臂的上橋實現的。即通過坐標轉換，分解到U+、V+、W+的輸出，實現三相互差120度正弦電壓輸出。而下橋臂U-、V-、W-是相對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)。但是實際電流流向(以正向電流方向模擬)是:
[0006]流出U相電流:U+4電機流入U相電流:V+、W+—電機—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
【申請人】在先申請的專利，只能作為調試使用，對實際情況的模擬不正確。
[0007]因此，確有必要設計一種改進型的改進型變頻器控制板調試電路。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型的目的在于提供一種改進型變頻器控制板調試電路，該電路可以實現電流跟隨電壓同步輸出，并且電流的正弦性更好。
[0009]為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0010]一種改進型變頻器控制板調試電路，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相電流電路的結構一致，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極之間，所述第一光親的輸入端負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射極之間，所述第三電阻與第二電容并聯；
[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極之間，所述第二光耦的輸入端負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射極之間，所述第六電阻與第四電容并聯；
[0013]所述第一光耦的輸出端發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相邏輯電路的結構一致，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均為74HC14，所述第一與門芯片和第二與門芯片的型號均為74HC08。
[0016]優選地，所述輸出端還通過一第五電容接地。
[0017]優選地，所述第一光耦和第二光耦均為高速光耦。
[0018]與現有技術相比，本實用新型的優點在于:本實用新型可以根據控制輸出的PWM波，直接生成對應的頻率和幅度的交流反饋電流信號，再提供給控制電流以便于電流的閉環調試，從而減去了上機調試的難度和危險度，同時由于增加了邏輯門電路，可以實現電流跟隨電壓同步輸出，并且電流的正弦性更好。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本實用新型的改進型變頻器控制板調試電路的電氣原理圖。
[0021]圖2為本實用新型的改進型變頻器控制板調試電路中第一邏輯門電路的電氣原理圖。
[0022]圖3為本實用新型的改進型變頻器控制板調試電路中第二邏輯門電路的電氣原理圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本實用新型的優選實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0024]參閱圖1所示，本實用新型提供一種改進型變頻器控制板調試電路，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相電流電路的結構一致，均包括上橋臂電路和下橋臂電路。
[0025]在本實用新型中，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極之間，所述第一光耦U5的輸入端負極還與第一控制端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射極之間，所述第三電阻R36與第二電容C16并耳關。
[0026]在本實用新型中，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極之間，所述第二光耦U6的輸入端負極還與第二控制端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射極之間，所述第六電阻R37與第四電容C17并聯。
?0027] 所述第一光親U5的輸出端發射極與第二光親U6的輸出端集電極共同連接一輸出端 IU_2。
[0028]在本實用新型中，所述輸出端IU_2還通過一第五電容C20接地。
[0029]+15V電源，-15V電源是工裝板已經有的部分，圖1只列出U相電流的生成方式，實際上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]根據電機控制理論和通用處理方式，第一控制端DU+和第二控制端DU-是對稱互補的。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，互補的意思就是: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，而變頻器就是調節百分比輸出，實現交流電的輸出。
[0031]圖1所示的本實用新型的改進型變頻器控制板調試電路的工作原理為:
[0032]在停機即PffM無輸出時，輸出端IU_2是+15V和-15V通過電阻R34、R35、R36、R37的中點，即為OV。
[0033]而在實際運行中，需要分析兩個趨勢，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-因為是互補的，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，下橋第二控制端DU-的輸出為75 %，在DU+、DU-輸出有效時，會控制光耦U5、U6導通，則光耦U5、U6輸出側的電阻R36，R37會被短路掉。因為DU+、DU-是互補的，不可能同時輸出有效值，則在DU+導通時，因電阻R36被短路，分壓會偏到OV以上，既實現DU+輸出時，電流為正。但是DU+的輸出會被DU-的輸出抵消掉，所以當DU+ % >DU- %時，輸出電流為正。當DU+%〈DU-%時，輸出電流為負。其中電容C17、C16起到平滑電流信號的作用。而IU_2的輸出，到電流檢測的ADC，即可以實現閉環檢測控制。
[0034]本實用新型經過多組實驗的論證，可以根據輸出頻率大小，顯示不同電流，可以實現電流閉環的調節，實現過流的降頻，也能驗證輸出缺相。
[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相邏輯電路的結構一致，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均為74HC14，所述第一與門芯片和第二與門芯片的型號均為74HC08。
[0038]通過本實用新型中U相邏輯電路、V相邏輯電路和W相邏輯電路的實施，實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]由于本實用新型增加這部分邏輯門電路后，可以實現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]雖然結合附圖描述了本實用新型的實施方式，但是專利所有者可以在所附權利要求的范圍之內做出各種變形或修改，只要不超過本實用新型的權利要求所描述的保護范圍，都應當在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種改進型變頻器控制板調試電路，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相電流電路的結構一致，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極之間，所述第一光親的輸入端負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射極之間，所述第三電阻與第二電容并聯； 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極之間，所述第二光耦的輸入端負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射極之間，所述第六電阻與第四電容并聯； 所述第一光耦的輸出端發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相邏輯電路的結構一致，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.根據權利要求1所述的改進型變頻器控制板調試電路，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均為74HC14，所述第一與門芯片和第二與門芯片的型號均為74HC08。3.根據權利要求1所述的改進型變頻器控制板調試電路，其特征在于:所述輸出端還通過一第五電容接地。4.根據權利要求1所述的改進型變頻器控制板調試電路，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】G01R31/00GK205692081SQ201620658171
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月24日 公開號201620658171.8, CN 201620658171, CN 205692081 U, CN 205692081U, CN-U-205692081, CN201620658171, CN201620658171.8, CN205692081 U, CN205692081U
【發明人】盧雪明, 歐陽家淦
【申請人】廣州三晶電氣股份有限公司