[发明专利]恒磁通步进旋转式脉宽调制变频电源

说明书

恒磁通步进旋转式脉宽调制变频电源。

本发明涉及一种恒磁通步进旋转式脉宽调制变频电源，它属于一种控制装置，适用于交流异步电动机的变频调速。

在现有技术中，给三相交流电动机变频调速采用交流—直流—交流变频电源，它们在不同程度上存在着输出电压增益与谐波增量的矛盾，即增益高的谐波分量高，要求谐波含量小则增益较小；进行双极性的调制时装置的功率三极管的损耗较大。在公开号为GK87100105中公开的中国发明专利中，使用至少一个频率指令计算一个总相位的处理器，报据计算得出的总相位决定一个开关元件的导通截止状态，输出控制装置有一个定时器，开关元件的门信号根据该预定事件产生；起动时间是根据加到电力转换器或从电力转换器中取出来的交流电源的至少两个三相电压或电流的量值划分预定时间间隔。同样存在不能使电动机形成恒磁通和降低谐波畸变率，及减少功率三极管的总损耗。

本发明的目的在于设计一种使输出电压增益100％时减少谐波畸变率，同时降低功率三极管的总损耗，控制交流电动机时形成恒转矩的恒磁通步进旋转式脉宽调制变频电源。

本发明为一种恒磁通步进旋转式脉宽调制变频电源，它由整流滤波1、逆变器组成，其特点是采用一个一相单极性调制，两相双极性调制，每6个60°区间形成一个周期，每相按不送，送60°～0 °的正弦波形、送60°～120°的反波形、不送、送60°～0°的反波形、送60°～120°的波形重复进行的驱动器。驱动器由控制电路2、反向器I1～I3、延时电路D1～D6、与门A1～A6、隔离驱动电路3组成。采用霍耳元件I⁺、I^-对任意相的短路和接地进行保护。

本发明有如下附图：

图1为恒磁通步进旋转式脉宽调制变频电源的主电路图。

图2为每周期斩波点数为12点的驱动波形和输出波形。

下面参照附图说明本发明的实施方案。按图1所示的恒磁通步进旋转式脉宽调制变频电源，三相380V交流输入电压经由三相全桥整流滤波1后得到直流电压向逆变器六只功率三极管Q1～Q6供电，Q1～Q6的开通顺序则由驱动器驱动。驱动器由用8098准16位单片机构成的控制电路2、反向器I1～I3、单稳D1～D6延时电路、与门A1～A6、光耦PC817隔离驱动电路3组成。控制电路2输出A⁺、B⁺、C⁺三个控制信号，经反向器I1～I3获得A^-、B^-、C^-三个控制信号，这六个信号经D1～D6六个开通时延时关断时瞬时延时的电路后，通过与门A1～A6，经隔离驱动电路3驱动Q1～Q6六只功率三极管，与门A1～A6的输出由控制电路8098输出的L信号控制，只当L为高电平时才允许输出，根据控制电路输出的A⁺、B⁺、C⁺控制信号使由Q1～Q6组成的逆变器输出的三相交流变频电源有100％的电压增益，并直接驱动工频(50赫)和中频三相异步交流电动机变速运行。

由于采用准16位单片机8098直接产生控制Q1～Q6所需的通断信号，斩波脉冲的宽度数据根据等面积原理计算获得在60°的两相数据存在只读存储器中，因而数据量很小，如每周期(360°)斩波96点，只需存24个数据，这些数据重复使用产生波形，只是在六个60°的区间内输出切换到不同的控制输出端。频率降低时，脉宽数据不变而获得与频率下降成比例下降的输出电压，达到了变频变压保证电动机磁路不饱和及恒转矩输出的目的。在需要低频时提升转矩或要求降低转矩(抛物线)特性时，只需将储有数据乘以相应的与频率有关的系数修改使用即可。