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圖文介紹變頻器的硬件電路設(shè)計(jì)
  • 發(fā)布時(shí)間:2022-08-24 16:43:49
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圖文介紹變頻器的硬件電路設(shè)計(jì)
通用變頻器的硬件電路設(shè)計(jì)
變頻器 電路
基于DSP的通用變頻調(diào)速系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖
其中主電路部分由整流電路、濾波電路、逆變電路(IPM)和IPM驅(qū)動(dòng)電路與吸收電路組成。
其工作原理是把單相交流電壓通過不可控整流模塊變?yōu)橹绷麟妷?,整流后的脈動(dòng)電壓再經(jīng)過大電容C1,C2平滑后成為穩(wěn)定的直流電壓。IPM逆變電路對(duì)該直流電壓進(jìn)行斬波,形成電壓和頻率均可調(diào)的三相交流電,提供給電機(jī)。
系統(tǒng)保護(hù)電路包括過壓、欠壓保護(hù)、限流啟動(dòng)、IPM故障保護(hù)與泵升控制等。過壓、欠壓保護(hù)是利用電阻分壓采集母線電壓,與規(guī)定值相比較;限流啟動(dòng)是由于開啟主回路時(shí),大電容充電瞬間引起的電流過大,這樣可能會(huì)損壞整流橋,因此在主回路上串聯(lián)限流電阻R1,當(dāng)電容電壓達(dá)到規(guī)定值時(shí),啟動(dòng)繼電器把R1短路,主回路進(jìn)入正常工作狀態(tài);
IPM故障保護(hù)是IPM內(nèi)部集成的各種保護(hù)功能,包括過電流保護(hù)功能、短路保護(hù)功能、控制電源欠電壓保護(hù)和管殼及管芯溫度過熱保護(hù)。把上述各種故障信號(hào)進(jìn)行綜合處理后形成總的故障信號(hào)送入DSP(TMS320LF2407A)的PDPINTA故障中斷入口,進(jìn)而封鎖DSP的PWM波輸出。
控制電路包括DSP最小系統(tǒng)電路、頻率輸入電路、光耦隔離電路等。最小系統(tǒng)由DSP本身和外擴(kuò)的數(shù)據(jù)SRAM、程序SRAM、復(fù)位電路、晶振、譯碼電路、電源轉(zhuǎn)換電路和仿真接口JTAG電路組成,仿真接口JTAG電路是為了實(shí)現(xiàn)在線仿真,同時(shí)在調(diào)試過程裝載數(shù)據(jù)代碼和程序代碼;
頻率輸入電路可以設(shè)置系統(tǒng)要輸出的SPWM波的頻率;光耦隔離電路是為了把DSP輸出的弱電信號(hào)和主電路的強(qiáng)電信號(hào)進(jìn)行可靠隔離。
主電路原理圖如下圖所示,由整流電路、濾波電路、逆變電路(IPM)和IPM的吸收電路組成。
主電路采用典型的交-直-交電壓源型通用變頻器結(jié)構(gòu),輸入功率級(jí)采用單相橋式不可控整流電路RB1,整流輸出經(jīng)中間環(huán)節(jié)大電容(由C1到C4電容組成)濾波,獲得平滑的直流電壓。
逆變部分通過功率器件IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷,輸出交變的脈沖電壓序列。由于功率器件開關(guān)頻率過高,會(huì)產(chǎn)生電壓尖脈沖,因此需要吸收電路來消除該尖峰。
圖中C5為C型吸收電路,R6到R11和C6到C11組成RC型吸收電路。發(fā)光二極管DS1用來顯示濾波電容兩端的電量。
變頻器 電路
主電路原理圖
下面詳細(xì)介紹各個(gè)部分電路及元件參數(shù)。(被控電動(dòng)機(jī)參數(shù)為:△聯(lián)接,額定功率為PN=60W,額定電壓UN=220V,額定電流IN=0.28A,額定頻率fN=50Hz,額定轉(zhuǎn)速nN=1400r/min。)
整流電路由4個(gè)整流二極管組成單相不可控整流橋,它們將電源的單相交流全波整流成直流。整流電路因變頻器輸出功率大小不同而異。
小功率的,輸入電源多用220V,整流電路為單相全波整流橋;大功率的,一般用三相380V電源,整流電路為三相橋式全波整流電路。本設(shè)計(jì)采用的是單相整流橋。
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