專利名稱：節能型的變頻控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電機控制器，特別是一種節能型的變頻控制器。
背景技術：
傳統的交流電機控制器都是通過中間繼電器驅動交流接觸器，當交流接觸器處于 斷開狀態下，電機處于停止不運轉狀態；當交流接觸器處于閉合狀態下，三相交流電源輸入 到電機使電機即時運轉，如果三相交流電源與交流電機輸入端之間沒有串接電阻，則電機 處于滿負荷下運行，此時交流電機的運轉速度是最快的。如果要改變電機的轉速，則必須 通過多組中間繼電器驅動交流接觸器，通過閉合不同的交流接觸器在交流電機的輸入端前 串接不同的電阻限制驅動電流，從而使交流電機的運轉速度分幾檔減小。傳統的交流電機 控制器存在以下缺點1、交流電機自身有一個最佳特性曲線，除達到動力驅動要求外，多余 的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的白白浪費；2、為了減少電機的運轉速度而串接 的電阻，電阻的功率消耗也造成電能的浪費；3、接觸器從斷開到閉合，電機由停止到全壓啟 動，出于啟動力矩需要，電機要從電網吸收額定7倍的電流，而大的電流不僅浪費電力，而 且對電網的損害也很大，而且增加了電纜的線損；4、電機的速度控制只能分幾檔控制，而無 法連續控制交流電機的運轉速度，這不利于對電機的精確控制；5、電機長期處于滿負荷的 驅動電壓和驅動頻率的工作狀態，當電網波動導致電網電壓或者電網頻率明顯上升，這些 都會使電機的使用壽命大大縮短。

實用新型內容為了解決上述的技術問題，本實用新型的目的是提供一種節能的、可無級調速的 變頻控制器。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是節能型的變頻控制器，包括電源輸入模塊，電源輸入模塊的輸出端連接有電源穩 壓模塊和中間直流電路模塊，電源穩壓模塊的輸出端連接有信號處理模塊和信號驅動模 塊，信號處理模塊的輸出端連接到信號驅動模塊的輸入端，信號驅動模塊的輸出端連接有 逆變模塊，中間直流電路模塊的輸出端也連接到逆變模塊，逆變模塊的輸出端作為變頻控 制器的輸出接口 ；輸入的三相交流電經電源輸入模塊整流濾波處理后，一路輸出經中間直 流電路模塊輸出到逆變模塊，另一路輸出經電源穩壓模塊進行穩壓處理，為信號處理模塊、 信號驅動模塊和逆變模塊供電，逆變模塊在信號處理模塊控制下，把直流電轉換成驅動電 機的交流電。進一步，所述信號處理模塊包括微處理器。進一步，所述微處理器內部包括頻率可調的脈寬調制(PWM)輸出接口電路。進一步，所述信號處理模塊還包括傳感器輸入電路，傳感器輸入電路的輸入端連 接有光電耦合器，光電耦合器的另一端連接到微處理器的輸入端；各種傳感器輸入信號經 過光藕隔離，輸入到微處理器。
3[0009]進一步，所述微處理器的通信端口連接有RS485總線接口電路。進一步，所述微處理器的輸入端口連接有三相交流電流反饋輸入電路。進一步，所述微處理器的輸入輸出端口連接有按鍵輸入電路和/或顯示電路。進一步，所述微處理器的輸入端口連接有過熱保護電路和/或錯缺相保護電路。本實用新型的有益效果是這種節能型的變頻控制器通過把市電進行交流-直 流-交流處理來控制電機，使交流電機工作在最佳驅動電壓和頻率狀態，這樣就避免了多 余的力矩產生的有功功率消耗和串接的限流電阻為減速而產生的功率消耗，有效達到節電 的目的，它比傳統的控制器節電約20% 30%。交流電機啟動平穩，防止了交流電機對電 網的瞬間沖擊，減少了電纜的線損。使驅動電機的電壓和頻率可以根據需要控制在最佳工 作特性曲線上，避免電機長期工作在滿負荷的工作狀態，增長了電機的使用壽命。也便于實 現交流電機的連續無級調速，使控制更精確。采用頻率可變的脈寬調制(PWM)方波控制使 控制更精確、簡便。三相交流反饋信號輸入電路、傳感器輸入電路、過熱保護電路、錯缺相保 護電路和按鍵顯示電路使變頻控制器功能完善、可靠、使用方便。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型實施例變頻控制器的硬件框圖；圖2是本實用新型實施例的電源輸入模塊和中間直流電路模塊的電路原理圖；圖3是本實用新型實施例的電源穩壓模塊電路原理圖；圖4是本實用新型實施例的信號處理模塊電路原理圖；圖5是本實用新型實施例的信號驅動模塊電路原理圖；圖6是本實用新型實施例的逆變模塊電路原理圖；圖7是本實用新型實施例的外圍設備連接圖；圖8是本實用新型實施例的外圍設備電氣原理圖。
具體實施方式
參照圖1，節能型的變頻控制器，包括電源輸入模塊，電源輸入模塊的輸出端連接 有電源穩壓模塊和中間直流電路模塊，電源穩壓模塊的輸出端連接有信號處理模塊和信號 驅動模塊，信號處理模塊的輸出端連接到信號驅動模塊的輸入端，信號驅動模塊的輸出端 連接有逆變模塊，中間直流電路模塊的輸出端也連接到逆變模塊，逆變模塊的輸出端作為 變頻控制器的輸出接口 ；輸入的三相交流電經電源輸入模塊整流濾波處理后，一路輸出經 中間直流電路模塊輸出到逆變模塊，另一路輸出經電源穩壓模塊進行穩壓處理，為信號處 理模塊、信號驅動模塊和逆變模塊供電，逆變模塊在信號處理模塊控制下，把直流電轉換成 驅動電機的交流電。參照圖2，三相市電輸入后，電源輸入模塊把三相交流電經過D2整流器轉換成直 流電，圖2中也展示了中間直流電路模塊，中間直流電路模塊主要包括一個接觸器，整流后 的大電流的直流電經過接觸器輸出到逆變模塊，為逆變模塊的輸出提供大電流的直流電輸 入。參照圖3，電源穩壓模塊主要由開關電源組成，開關電源把不穩定的直流電壓，變換成穩定的+24V、+15V、+5V直流電壓，給信號處理模塊與信號驅動模塊、逆變模塊供電。參照圖4，所述信號處理模塊主要由微處理器、存儲器、RS485接口電路、三相交 流電輸出反饋電路和信號輸出電路組成，本實施例的微處理器采用富士 MB90462B主芯片， 其功能強大，信號處理能力和抗干擾能力強，微處理器帶有脈寬調制(PWM)輸出接口，可以 輸出頻率可變的脈寬調制(PWM)方波控制信號，實現對電機的精確控制。存儲器選用串行 EEPR0M芯片24C04，RS485接口電路通過SN75176B實現，三相交流電流反饋輸入電路把三 相電源信號通過運算放大器輸入微處理器，通過測量輸出的三相電流參數，自動調節輸出 信號參數。微處理器外圍還包括按鍵輸入電路和/或顯示電路，便于實現人機交互操作；外 圍的過熱保護電路和/或錯缺相保護電路的輸入，增加了整個控制系統的安全性；各種傳 感器信號經過光耦隔離后輸入到微處理器。參照圖5，信號驅動模塊電路把驅動信號放大，使其有足夠的能力推動后面的逆變 器模塊工作在開關狀態。參照圖6，逆變模塊把直流電逆變成相位互差120度的交流電，頻率與電壓受微處 理器控制。圖8中把母線上的直流電壓經過六個IGBT集成電路逆變成輸出頻率與輸出電 壓可變的交流電；另外一個IGBT集成電路逆變成電機控制的制動信號。圖7是變頻控制器的外圍設備連接圖，包括系統復位和故障復位按鈕，便于出現 故障的時候人工按按鈕進行復位操作。外圍電路還包括一些傳感器輸入和電機輸出接口。圖8是一個具體實施例的外圍設備電氣原理圖，包括主機啟停控制回路、輔機正 轉控制回路和輔機反轉控制回路，另外還有故障指示燈，當出現故障的時候故障指示燈點 殼。以上是對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，但本發明創造并不限于所述實 施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下還可作出種種的等同變形 或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。
權利要求節能型的變頻控制器，其特征在于包括電源輸入模塊，電源輸入模塊的輸出端連接有電源穩壓模塊和中間直流電路模塊，電源穩壓模塊的輸出端連接有信號處理模塊和信號驅動模塊，信號處理模塊的輸出端連接到信號驅動模塊的輸入端，信號驅動模塊的輸出端連接有逆變模塊，中間直流電路模塊的輸出端也連接到逆變模塊，逆變模塊的輸出端作為變頻控制器的輸出接口；輸入的三相交流電經電源輸入模塊整流濾波處理后，一路輸出經中間直流電路模塊輸出到逆變模塊，另一路輸出經電源穩壓模塊進行穩壓處理，為信號處理模塊、信號驅動模塊和逆變模塊供電，逆變模塊在信號處理模塊控制下，把直流電轉換成驅動電機的交流電。
2.根據權利要求1所述的節能型的變頻控制器，其特征在于所述信號處理模塊包括 微處理器。
3.根據權利要求2所述的節能型的變頻控制器，其特征在于所述微處理器內部包括 頻率可調的脈寬調制輸出接口電路。
4.根據權利要求2所述的節能型的變頻控制器，其特征在于所述信號處理模塊還包 括傳感器輸入電路，傳感器輸入電路的輸入端連接有光電耦合器，光電耦合器的另一端連 接到微處理器的輸入端；各種傳感器輸入信號經過光藕隔離，輸入到微處理器。
5.根據權利要求2所述的節能型的變頻控制器，其特征在于所述微處理器的通信端 口連接有RS485總線接口電路。
6.根據權利要求2所述的節能型的變頻控制器，其特征在于所述微處理器的輸入端 口連接有三相交流電流反饋輸入電路。
7.根據權利要求2所述的節能型的變頻控制器，其特征在于所述微處理器的輸入輸 出端口連接有按鍵輸入電路和/或顯示電路。
8.根據權利要求2所述的節能型的變頻控制器，其特征在于所述微處理器的輸入端 口連接有過熱保護電路和/或錯缺相保護電路。
專利摘要本實用新型公開了一種節能型的變頻控制器，包括電源輸入模塊，電源輸入模塊的輸出端連接有電源穩壓模塊和中間直流電路模塊，電源穩壓模塊的輸出端連接有信號處理模塊和信號驅動模塊，信號處理模塊的輸出端連接到信號驅動模塊的輸入端，信號驅動模塊的輸出端連接有逆變模塊，中間直流電路模塊的輸出端也連接到逆變模塊，逆變模塊的輸出端作為變頻控制器的輸出接口。這種節能型的變頻控制器節能、便于實現電機的無級調速，對電網沖擊小。本實用新型作為一種節能型的變頻控制器廣泛應用于電機控制方面。
文檔編號H02P27/06GK201584942SQ200920194059
公開日2010年9月15日 申請日期2009年9月4日 優先權日2009年9月4日
發明者劉秋輝 申請人:劉秋輝