(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 106487238 A (43)申请公布日 2017.03.08
(21)申请号 201510526187.3(22)申请日 2015.08.25
(71)申请人深圳市科创力源电子有限公司
地址518000 广东省深圳市龙岗区坂田街道
雪象社区上雪科技工业城东区八号A栋厂房5楼西侧(72)发明人饶海青(51)Int.Cl.
H02M 5/42(2006.01)H02P 27/08(2006.01)
权利要求书2页 说明书4页 附图1页
(54)发明名称
一种变频器(57)摘要
本发明涉及变频技术领域，尤其地涉及一种变频器。本发明采用双DSP作为变频器的控制中心，其能够分别精确PWM整流器和PWM逆变器的驱动电压，从而提供变频器整机的功率因数，并且当电动机发电时，由于采用可调节的PWM整流器，部分电能还可回馈于电网，因此本发明变频器也具有节能的效果。
C N 1 0 6 4 8 7 2 3 8 A CN 106487238 A
权 利 要 求 书
1/2页
1.一种变频器，其特征在于：包括：
交流侧电路模块；所述交流侧电路模块的输入端接至电网电压，交流侧电路模块对电网电压进行滤波和限压并产生第一输出；
接入第一输出的PWM整流器；所述PWM整流器对第一输出的交流电进行整流并产生第二输出；
接入第二输出的滤波电路；所述滤波电路对第二输出的直流电进行滤波和储存能量并产生第三输出；
接入第三输出的PWM逆变器；所述PWM逆变器对第三输出的直流电逆变成交流电并产生第四输出以驱动电动机；
接入电网电压的第一采集电路模块；所述第一采集电路模块采集电网的电压和电流并产生第五输出；
接入第一输出的电流检测电路；所述电流检测电路采集第一输出的交流电流并产生第六输出；
产生驱动信号并输入给PWM整流器的第一驱动电路模块；分别接入第五输出、第六输出、驱动电路模块的输入端的第一DSP电路控制模块；所述第一DSP电路控制模块通过输出触发脉冲对PWM整流器的输出电压以及交流侧输入电流波形进行控制；
接入第四输出的第二采集电路模块；所述第二采集电路模块采集PWM逆变器输出的电压和电流并产生第七输出；
产生驱动信号并输入给PWM逆变器的第二驱动电路模块；分别接入第七输出、第二驱动电路模块的输入端的第二DSP电路控制模块；所述第二DSP电路控制模块通过输出触发脉冲控制PWM逆变器的输出。
2.根据权利要求1所述的一种变频器，其特征在于：所述第一DSP电路控制模块和第二DSP电路控制模块均具有RS485接口，第一DSP电路控制模块通过RS485接口和第二DSP电路控制模块连接。
3.根据权利要求1所述的一种变频器，其特征在于：所述第一采集电路模块包括电网电压采集电路和电网相位采集电路；所述电网电压采集电路的输入端接入电网电压，输出端和第一DSP电路控制模块连接；所述电网相位采集电路的输入端接入电网电压，输出端和第一DSP电路控制模块连接。
4.根据权利要求1所述的一种变频器，其特征在于：所述第一驱动电路模块包括第一驱动电路和第一光耦隔离电路；所述第一光耦隔离电路的输入端和第一DSP电路控制模块连接，第一光耦隔离电路的输出端和第一驱动电路的输入端连接，第一驱动电路的输出端和PWM整流器连接。
5.根据权利要求1所述的一种变频器，其特征在于：所述第二采集电路模块包括驱动电压采集电路和驱动电压相位采集电路；所述驱动电压采集电路的输入端接入第四输出，输出端和第二DSP电路控制模块连接；所述驱动电压相位采集电路的输入端接入第四输出，输出端和第二DSP电路控制模块连接。
6.根据权利要求1所述的一种变频器，其特征在于：所述第二驱动电路模块包括第二驱动电路和第二光耦隔离电路；所述第二光耦隔离电路的输入端和第二DSP电路控制模块
2
CN 106487238 A
权 利 要 求 书
2/2页
连接，第二光耦隔离电路的输出端和第二驱动电路的输入端连接，第二驱动电路的输出端和PWM逆变器连接。
7.根据权利要求1所述的一种变频器，其特征在于：所述交流侧电路模块包括网侧电感和网侧电阻，网侧电感的一端和电网电压连接，另一端和网侧电阻的一端连接，网侧电阻的另一端连接至PWM整流器。
8.根据权利要求1所述的一种变频器，其特征在于：所述变频器还包括控制显示面板，控制显示面板分别和第一DSP电路控制模块、第二DSP电路控制模块连接。
3
CN 106487238 A
说 明 书一种变频器
1/4页
技术领域
[0001]
本发明涉及变频技术领域，尤其地涉及一种变频器。
背景技术
通用型变频器由于其整流环节不可控，存在网侧功率因数低、电流谐波大、能量不可逆的缺点。在现代交流传动系统应用中，绝大多数采用交直交、电压型拓扑结构的变频器。其中又绝大多数属于传统变频器，即其前端是二极管不控整流桥，这样当电机处于再生制动状态时，产生的能量无法回馈电网，只能存储在直流侧的储能滤波电容中。如果不对这部分能量进行处理，将产生很高的泵升电压，损坏电容器或功率器件，影响系统的可靠性和安全性。
[0003] 此问题继续改变。
[0002]
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，目的旨在提供一种变频器，其具有高功率因数，
节约能源。
[0005] 为了解决上述的技术问题，本发明提出的基本技术方案为：[0006] 一种变频器，尤其地包括：交流侧电路模块；所述交流侧电路模块的输入端接至电网电压，交流侧电路模块对电网电压进行滤波和限压并产生第一输出；接入第一输出的PWM整流器；所述PWM整流器对第一输出的交流电进行整流并产生第二输出；接入第二输出的滤波电路；所述滤波电路对第二输出的直流电进行滤波和储存能量并产生第三输出；接入第三输出的PWM逆变器；所述PWM逆变器对第三输出的直流电逆变成交流电并产生第四输出以驱动电动机；接入电网电压的第一采集电路模块；所述第一采集电路模块采集电网的电压和电流并产生第五输出；接入第一输出的电流检测电路；所述电流检测电路采集第一输出的交流电流并产生第六输出；产生驱动信号并输入给PWM整流器的第一驱动电路模块；分别接入第五输出、第六输出、驱动电路模块的输入端的第一DSP电路控制模块；所述第一DSP电路控制模块通过输出触发脉冲对PWM整流器的输出电压以及交流侧输入电流波形进行控制；接入第四输出的第二采集电路模块；所述第二采集电路模块采集PWM逆变器输出的电压和电流并产生第七输出；产生驱动信号并输入给PWM逆变器的第二驱动电路模块；分别接入第七输出、第二驱动电路模块的输入端的第二DSP电路控制模块；所述第二DSP电路控制模块通过输出触发脉冲控制PWM逆变器的输出。[0007] 进一步，所述第一DSP电路控制模块和第二DSP电路控制模块均具有RS485接口，第一DSP电路控制模块通过RS485接口和第二DSP电路控制模块连接。[0008] 进一步，所述第一采集电路模块包括电网电压采集电路和电网相位采集电路；所述电网电压采集电路的输入端接入电网电压，输出端和第一DSP电路控制模块连接；所述电网相位采集电路的输入端接入电网电压，输出端和第一DSP电路控制模块连接。
[0004] [0009]
进一步，所述第一驱动电路模块包括第一驱动电路和第一光耦隔离电路；所述第
4
CN 106487238 A
说 明 书
2/4页
一光耦隔离电路的输入端和第一DSP电路控制模块连接，第一光耦隔离电路的输出端和第一驱动电路的输入端连接，第一驱动电路的输出端和PWM整流器连接。[0010] 进一步，所述第二采集电路模块包括驱动电压采集电路和驱动电压相位采集电路；所述驱动电压采集电路的输入端接入第四输出，输出端和第二DSP电路控制模块连接；所述驱动电压相位采集电路的输入端接入第四输出，输出端和第二DSP电路控制模块连接。
[0011] 进一步，所述第二驱动电路模块包括第二驱动电路和第二光耦隔离电路；所述第二光耦隔离电路的输入端和第二DSP电路控制模块连接，第二光耦隔离电路的输出端和第二驱动电路的输入端连接，第二驱动电路的输出端和PWM逆变器连接。[0012] 进一步，所述交流侧电路模块包括网侧电感和网侧电阻，网侧电感的一端和电网电压连接，另一端和网侧电阻的一端连接，网侧电阻的另一端连接至PWM整流器。[0013] 进一步，所述变频器还包括控制显示面板，控制显示面板分别和第一DSP电路控制模块、第二DSP电路控制模块连接。[0014] 本发明的有益效果是：本发明采用双DSP作为变频器的控制中心，其能够分别精确PWM整流器和PWM逆变器的驱动电压，从而提供变频器整机的功率因数，并且当电动机发电时，由于采用可调节的PWM整流器，部分电能还可回馈于电网，因此本发明变频器也具有节能的效果。附图说明
图1为本实施例变频器的结构示意图。
[0016] 图2为本实施例第一驱动电路模块的结构示意图。[0017] 图3为本实施例第二驱动电路模块的结构示意图。
[0015]
具体实施方式
[0018] 以下将结合附图1、2和3对本发明做进一步的说明，但不应以此来限制本发明的保护范围。为了方便说明并且理解本发明的技术方案，以下说明所使用的方位词均以附图所展示的方位为准。[0019] 如图1所示，本实施例的变频器包括交流侧电路模块、PWM整流器、滤波电路、PWM逆变器、第一采集电路模块、电流检测电路、第一驱动电路模块、第一DSP电路控制模块、第二采集电路模块、第二驱动电路模块、控制显示面板以及第二DSP电路控制模块。[0020] 如图1所示，交流侧电路模块的输入端接至电网电压，输出端和PWM整流器连接，交流侧电路模块对电网电压进行滤波和限压并产生第一输出10。其中，交流侧电路模块包括网侧电感和网侧电阻，网侧电感的一端和电网电压连接，另一端和网侧电阻的一端连接，网侧电阻的另一端连接至PWM整流器。网侧电感滤除来自电网的电压中的纹波，网侧电阻用于削弱PWM整流器启动时的冲击电流。[0021] PWM整流器接入第一输出，PWM整流器对第一输出的交流电进行整流并产生第二输出20。本实施例采用电压型PWM整流器，第一DSP电路控制模块通过输出触发脉冲任意控制PWM整流器的输出电压。
[0022] 滤波电路接入第二输出20，滤波电路对第二输出20的直流电进行滤波和储存能
5
CN 106487238 A
说 明 书
3/4页
量并产生第三输出30。滤波电路采用一滤波电容，其能够缓冲PWM整流器交流侧和直流侧负载间能量交换，且平稳PWM整流器直流侧电压和抑制直流侧谐波电压。[0023] PWM逆变器接入第三输出30，PWM逆变器对第三输出30的直流电逆变成交流电并产生第四输出40以驱动电动机。本实施例PWM逆变器采用SVPWM控制技术。[0024] 第一采集电路模块接入电网电压，第一采集电路模块采集电网的电压和电流并产生第五输出50。其中，第一采集电路模块包括电网电压采集电路和电网相位采集电路，电网电压采集电路的输入端接入电网电压，输出端和第一DSP电路控制模块连接；电网相位采集电路的输入端接入电网电压，输出端和第一DSP电路控制模块连接。电网电压采集电路将采集的三相电压值进行调理后输入给第一DSP电路控制模块，电网相位采集电路将采集的三相电压相位经调理后第一DSP电路控制模块。[0025] 电流检测电路接入第一输出10，电流检测电路采集第一输出10的交流电流并产生第六输出60。电流检测电路检测交流侧电路模块处理过的交流，并将其传输给第一DSP电路控制模块。
[0026] 如图2所示，第一驱动电路模块产生驱动信号并输入给PWM整流器，驱动PWM整流器工作。其中，第一驱动电路模块包括第一驱动电路和第一光耦隔离电路，第一光耦隔离电路的输入端和第一DSP电路控制模块连接，第一光耦隔离电路的输出端和第一驱动电路的输入端连接，第一驱动电路的输出端和PWM整流器连接。[0027] 第一DSP电路控制模块分别接入第五输出50、第六输出60、驱动电路模块的输入端，第一DSP电路控制模块对采集到的电网电压相关信息进行分析，通过第一驱动电路模块控制PWM整流器的电压输出和交流侧输入电流波形。具体的，第一DSP电路控制模块产生PWM信号经过第一光耦隔离电路，第一光耦隔离电路将交流侧的强电和第一DSP电路控制模块侧的弱点隔开，第一光耦隔离电路形成对应的PWM信号并输入给第一驱动电路，经过第一驱动电路的调理后形成驱动信号，驱动PWM整流器工作。[0028] 第二采集电路模块接入第四输出40，第二采集电路模块采集PWM逆变器输出的电压和电流并产生第七输出70。第二采集电路模块包括驱动电压采集电路和驱动电压相位采集电路，驱动电压采集电路的输入端接入第四输出，输出端和第二DSP电路控制模块连接，驱动电压相位采集电路的输入端接入第四输出，输出端和第二DSP电路控制模块连接。[0029] 如图3所示，第二驱动电路模块产生驱动信号并输入给PWM逆变器，第二驱动电路模块包括第二驱动电路和第二光耦隔离电路，第二光耦隔离电路的输入端和第二DSP电路控制模块连接，第二光耦隔离电路的输出端和第二驱动电路的输入端连接，第二驱动电路的输出端和PWM逆变器连接。
[0030] 第二DSP电路控制模块分别接入第七输出、第二驱动电路模块的输入端，第二DSP电路控制模块通过采集PWM逆变器的三相输出电压的相位，振幅以及频率，根据预设的算法进行分析，并以此输出PWM触发脉冲通过第二驱动电路产生驱动信号驱动PWM逆变器的输出。
[0031] 第一DSP电路控制模块和第二DSP电路控制模块均具有RS485接口，第一DSP电路控制模块通过RS485接口和第二DSP电路控制模块连接。控制显示面板分别和第一DSP电路控制模块、第二DSP电路控制模块连接。[0032] 双DSP作为变频器的控制中心，其能够分别精确PWM整流器和PWM逆变器的驱动
6
CN 106487238 A
说 明 书
4/4页
电压，从而提供变频器整机的功率因数，并且当电动机发电时，由于采用可调节的PWM整流器，部分电能还可回馈于电网，因此本发明变频器也具有节能的效果。[0033] 根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
7
CN 106487238 A
说 明 书 附 图
1/1页
图1
图2
图3
8
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容