[实用新型]三进单出大功率变频电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三进单出大功率变频电源，用于将三相市电上的交流380V电通过“AC-DC-AC”变换，输出单相交流电的设备。

背景技术

三进单出大功率变频电源是将三相市电上的交流380V电通过“AC-DC-AC”变换，输出单相交流电的设备。电源输出电压和输出频率在一定范围内可自由调节。现在获取单相可调电压的一般方法有：1)调压器；2)一般变频电源。调压器有其自身的优点：体积小、操作方便、价格便宜等，但它有致命缺点：频率不可调。无保护功能，后级设备出现短路、过流等故障时，调压器直接烧毁。单相调压器功率太大会导致电网不平衡，影响电网质量和供电安全。变频电源的出现解决了上述问题，具有过压、过流、短路等各种保护，根据设置电压和频率，控制器控制IGBT的开通和关断来实现不同频率和电压的输出。控制方法一般采用PWM控制方法。采用模拟电路产生频率和幅值一定的正弦波，然后再产生频率和幅值一定的三角波，通过二者的比较来产生PWM信号，PWM信号通过驱动电路的功率放大驱动IGBT导通关断来实现变频输出。对变频电源输出电压进行采集后与设定电压进行差值计算，差值输入误差调控器。误差控制器为一种PID控制器，通过此控制器可以使得输出电压稳定在设定值。变频电源内部使用了整流桥、IGBT开关器件，并且载波频率也为高频信号。所有这些在变频电源工作时都会产生很强的电磁干扰信号。一般变频电源的波形合成，基准源等关键信号都是模拟小信号，在强干扰下信号会失真，轻者造成电源故障，重者可导致电源炸机，影响供电安全。由于受致于电力电子器件和变频电源工艺的限制，单机功率不能做到太大。

发明内容

本实用新型旨在提供一种三进单出大功率变频电源，以解决现有技术存在的工作时都会产生很强的电磁干扰信号，以及受致于电力电子器件和变频电源工艺的限制，单机功率不能做到太大的问题。

本实用新型的技术方案是：一种三进单出大功率变频电源，其特征在于，包括依次连接的输入空气开关、输入电抗器和不可控整流模块，在不可控整流器的输出端通过并联的预充电开关和预充电电阻与直流平波电抗器串联后，再与两路逆变回路的输入端连接，该逆变回路的输出端通过输出空气开关后作为该变频电源的输出端；每一该逆变回路包括依次连接的IGBT逆变模组、变频变压器和滤波电容组成，在每一IGBT逆变模组的输入端并列一直流支撑电容；该逆变回路的输入端通过电压采样电路与核心处理器的一个接口连接；IGBT逆变模组的控制端通过IGBT驱动电路与该核心处理器的一个接口连接；变频变压器的输出端通过电流采样电路与核心处理器的一个接口连接；在该核心处理器的其他不同接口分别连接显示屏、标准MODBUS通讯电路、操作按键和运行状态指示灯。

所述的核心处理器采用DSP和FPGA双处理器，其中的DSP和FPGA分别采用TMS320F2812集成电路和EP3C40Q240C8集成电路，还包括AD转换电路、驱动接口电路和输入输出I/O电路，两个AD转换电路的输入端分别与所述的电压采样电路和电流采样电路的输出端连接；两个AD转换电路的输出端分别与DSP的输入接口连接，FPGA通过驱动接口电路与所述的IGBT驱动电路连接；FPGA通过输入输出I/O电路与所述的显示屏、操作按键和状态指示灯连接；FPGA与DSP通过数据和地址总线进行数据交换；DSP的输出端与所述的标准MODBUS通讯电路连接。

本实用新型的优点是：

1)电源单机功率理论上可以无限扩容，为大功率三进单出变频电源提供了很好的解决方案。

2)采用全数字信号处理技术，控制精度更高，更灵活，产品抗干扰性能更好。

3)添加输入电抗器和直流平波电抗器，使得输入测谐波含量降低，对外界干扰降到最低，功率因数大大提高。

附图说明

图1是本实用新型实施例的拓扑结构图；

图2是本实用新型的核心处理器(DSP+FPGA双CPU控制器)的结构图；

图3是本实用新型的电流采样电路的电路图；

图4是本实用新型的电压采样电路的电路图；

图5是本实用新型的标准MODBUS通讯模块的电路图；

图6是本实用新型的外部I/O电路的电路图；

图7是本实用新型的AD转换电路的电路图；

图8是本实用新型的驱动接口电路的电路图；

图9是本实用新型的IGBT驱动电路的电路图。