[发明专利]变频电源的输出频率稳定装置

说明书

技术领域

本发明属于电力变频技术，特别涉及一种变频电源的频率输出稳定装置。

背景技术

变频电源是将其输入端的一种电压和频率交流电变换成输出端的另一种电压和频率交流电的电源变换装置。主要应用于不同电制的移动供电场合，以及对供电质量要求较高的场合。如港口对靠港船舶供电，船厂对进坞船舶供电、实验室对电机传动试验台供电等。

由交流电动机-发电机组成的旋转式变频电源，体积大、效率低。随着电力电子技术的发展，由大功率电力电子半导体器件组成的静止式变频电源逐渐替代了旋转式变频电源。这种电力电子变频电源根据工作原理不同，主要分为交-交直接变压变频和交-直-交变压变频二种类型，但均采用VVVF(可变电压可变频率)方式。在变频电源运行过程中，由于输入端电源的波动以及输出端负荷的波动，不可避免造成变频电源输出频率的波动。这种频率波动影响了变频电源对负载的供电质量。

发明内容

本发明的目的解决上述现有技术中存在的问题，提供一种能够实现频率的实时检测并通过频率线性补偿，实现输出频率的稳定控制的变频电源的输出频率稳定装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种变频电源输出频率稳定装置，包括交流变频电源本体和频率稳定装置，所述交流变频电源本体由输入进线端、输入变压器、变频单元、输出变压器以及输出出线端依次连接组成，所述变频单元上设有输出频率设定端口，所述频率稳定装置由电压互感器、输出频率检测单元、频率补偿与设定单元依次连接组成，所述电压互感器的输入端与所述输出出线端连接，所述频率补偿与设定单元连接所述变频单元的输出频率设定端口。

所述输出频率检测单元包括：

电压波形成型器，所述电压波形成型器连接电压互感器的输出端，由电压互感器获得变频电源的输出电压波形，经电压波形成型器得到纯正的输出基波正弦波形；

半波整形器，与所述电压波形成型器相连，将所述基波正弦波形整理成与所述基波正弦波形同周期的半波方波；

基准频率设定装置，可人工或自动设定变频电源的基准输出频率；

计数器，与所述半波整形器相连，在半波方波的有效期内，计数器被打开，而在半波方波的非有效期内，计数器被屏蔽；

脉冲发生器，与所述基准频率设定装置和所述计数器相连，根据所述基准频率设定装置所设定的基准输出频率，向所述计数器发出倍频脉冲。

为了减少被测频率的单边检测误差，半波整形器和计数器构造成正负半波互补的对称检测结构，半波整形器由正半波整形器和负半波整形器组成，与所述半波整形器相连的计数器，由正半波计数器、负半波计数器、加法器、除数器以及倒数器组成。在被测的基波正弦波形正半周内，由正半波整形器输出的方波来控制正半波计数器，而在基波正弦波形负半周内，由负半波整形器输出的方波来控制负半波计数器，正负半波计数器输出的脉冲数经过加法器相加得到基波正弦波形一个周期内的脉冲数，经除法器和倒数器运算后，输出被测频率。

所述频率补偿与设定单元由减法器和加法器组成，给定的基准频率与频率检测单元输出的被测频率经减法器比较后，得到频率差，通过加法器，将基准频率与频率差相加，得到频率设定值，将此频率设定值输入到所述变频单元的输出频率设定端口。

所述频率补偿与设定单元，由减法器和加法器组成，通过将给定的基准频率经减法器与所述频率检测单元输出的检测频率比较后，得到频率差。当变频电源的实际输出频率值小于所设定的基准频率值时，频率差为正，表示此时的变频电源需要在所设定的基准频率的基础上加一个设定增量，以此来提高变频电源的输出频率值。反之，当变频电源的实际输出频率值大于所设定的基准频率值时，频率差为负，表示此时的变频电源需要在设定基准频率的基础上减一个设定增量，以此来降低变频电源的输出频率值。通过加法器，将基准频率与频率差相加，得到频率设定值，此频率设定值输入到变频单元的输出频率设定端口。

上述变频电源的输出频率稳定装置，频率检测误差小，可以由数字电路构成，实时性强，结构简单可靠；通过频率线性补偿，实现变频电源输出频率的稳定控制；通过调节基准频率设定环节的倍频系数，可实现频率精度控制。

附图说明

图1是本发明的变频电源输出频率稳定装置组成结构图。

图2是本发明的变频电源输出频率稳定装置的输出频率检测单元和频率补偿与设定单元的工作原理框图。

图3是本发明的变频电源输出频率稳定装置的一个实施例中半波整形器和计数器构造成正负半波互补的对称检测结构图。

图4是半波整形器输出的方波示意图。