專利名稱:一種具有無線傳輸功能的變頻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有無線傳輸功能的變頻系統(tǒng)，包括：變頻主電路、信號采集單元、差分放大電路、微處理器和無線傳輸模塊。本實用新型利用無線傳輸模塊為變頻系統(tǒng)參數(shù)傳輸擺脫有線提供了解決方案；同時在接收端具有很好的擴展型，無需重新布線即可以增加接收端設(shè)備數(shù)量，而且不會對原有的已有的接收端造成干擾。本實用新型采取有效的故障和過載保護措施，直流母線快速熔斷器對三相整流橋進行短路保護，交流熔斷器進行短路保護或嚴(yán)重過載保護。
【專利說明】一種具有無線傳輸功能的變頻系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電機變頻【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種具有無線傳輸功能的變頻系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]變頻器通過電力電子技術(shù)，具體是整流、濾波和逆變，能夠?qū)崿F(xiàn)交流電的頻率變換，從而改變交流電機的運行情況，從而改變帶負(fù)載的能力和輸出功率，進一步而改善工作的效率。
[0003]變頻系統(tǒng)廣泛運用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及人民的日常生活中。對于剛下線的電機變頻器來說，第一次運行危險系數(shù)極高，因為涉及到各個工藝流程的聯(lián)合工作，可能會存在一些小故障，這很可能會引起IGBT炸裂等大故障的產(chǎn)生，但是工作人員又必須在數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線允許的范圍內(nèi)通過電腦控制電機變頻器的動作，以及觀察上位機軟件的相關(guān)系數(shù)。所以調(diào)試區(qū)的工作人員的危險系數(shù)很高。而且目前使用調(diào)試電機變頻器的工具基本是用電腦來進行操作，過于臃腫，隨著移動終端的發(fā)展，我們試圖將手機，IPAD等移動設(shè)備添加到我們?nèi)粘５恼{(diào)試當(dāng)中。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中工作人員通過連接導(dǎo)線的方式將電機變頻器與PC機連接在一起，而且距離只能在2?3米左右，如果將導(dǎo)線做的很長勢必會影響到通訊信號的質(zhì)量。一旦電機變頻器發(fā)生炸裂等現(xiàn)象不能保證工作人員的安全，而且電機變頻器工作時會向外界發(fā)散強烈的輻射，工作人員長時間處在這種環(huán)境下不利于身體健康。
[0005]現(xiàn)有的變頻器大多都是一體機封裝的，數(shù)據(jù)顯示在變頻器箱柜的屏幕上。如有需要將工作參數(shù)傳輸?shù)捷^遠(yuǎn)處，只能通過物理連接或現(xiàn)場總線方式進行連接的，但是有線連接的方式需要大量的人力和物力，存在工期長、受地形影響大、布置、維修困難等不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種具有無線傳輸功能的變頻系統(tǒng)，通過無線傳輸給多接收端，無需布線便能實現(xiàn)傳輸功能。
[0007]一種具有無線傳輸功能的變頻系統(tǒng)，包括:變頻主電路、信號采集單元、差分放大電路、微處理器和無線傳輸模塊；其中:
[0008]所述的變頻主電路一側(cè)與電網(wǎng)連接，另一側(cè)與負(fù)載連接；
[0009]所述的信號采集單元與變頻主電路連接，其用于采集變頻主電路中的電壓電流信號、電機轉(zhuǎn)速信號以及環(huán)境溫度信號；
[0010]所述的差分放大電路與信號采集單元連接，其用于對信號采集單元采集到的信號進行調(diào)理整形以及放大處理；
[0011]所述的微處理器與差分放大電路和無線傳輸模塊連接，其用于對差分放大電路處理后的信號進行A/D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號轉(zhuǎn)發(fā)給無線傳輸模塊；
[0012]所述的無線傳輸模塊用于將所述的數(shù)字信號無線傳輸給各接收端。
[0013]所述的變頻主電路從電網(wǎng)到負(fù)載方向由整流器、濾波電容、逆變器和交流電機依次連接構(gòu)成。所述的整流器由橋式整流電路組成，可將380V交流電轉(zhuǎn)換成直流電；所述的濾波電容可濾去高次諧波，得到恒定直流電壓；所述的逆變器采用三相IGBT全橋電路，可將直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電。
[0014]所述的信號采集單元包括電壓傳感器、電流傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器以及溫度傳感器。
[0015]所述的微處理器采用DSP。
[0016]所述的無線傳輸模塊的選取可由需傳輸距離和接收設(shè)備決定，優(yōu)選采用GPRS模塊。
[0017]所述的接收端可以是普通接收設(shè)備，也可以是PC或者是手機等移動設(shè)備(均裝有配套的軟件)，除接收實時信息以外，當(dāng)DSP處理傳感器傳入的信息后判定系統(tǒng)故障，在接收端也有及時的提醒，提醒工作人員予以檢修。
[0018]所述的整流器與濾波電容之間的直流母線上安裝有直流快速熔斷器，所述的逆變器與交流電機之間的交流線路上安裝有交流熔斷器。
[0019]所述的微處理器通過通用定時器提供PWM信號，所述的PWM信號經(jīng)光電隔離及功率放大后輸出，控制逆變器中的IGBT功率開關(guān)器件。
[0020]本實用新型利用無線傳輸模塊為變頻系統(tǒng)參數(shù)傳輸擺脫有線提供了解決方案，原有的有線傳輸通常需要較大的人力物力成本，鋪線還需要很大的時間投入，而且在一些復(fù)雜地形中還很難實施。使用無線傳輸模塊，能擺脫上述的各種問題，且能夠?qū)崿F(xiàn)有線時候的各種功能。
[0021]本實用新型在接收端具有很好的擴展型，無需重新布線即可以增加接收端設(shè)備數(shù)量，而且不會對原有的已有的接收端造成干擾。如接收端為可攜帶的移動設(shè)備，則在接收信息方面具有更好的實時性和便捷性，只需打開APP，便能獲得電機工作時的各類數(shù)據(jù)。
[0022]本實用新型采取有效的故障和過載保護措施，直流母線快速熔斷器對三相整流橋進行短路保護，交流熔斷器進行短路保護或嚴(yán)重過載保護。

【附圖說明】

[0023]圖1為本實用新型變頻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0024]為了更為具體地描述本實用新型，下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細(xì)說明。
[0025]如圖1所示，本實用新型具有無線傳輸功能的變頻系統(tǒng)，包括:三相電源UVW、變頻主電路、熔斷器、三相交流電機、負(fù)載、傳感器模塊、微處理器4、PWM模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、多接收〗而5。
[0026]變頻主電路包括:整流模塊1、濾波模塊2、逆變模塊3。整流模塊由橋式整流電路組成，將380V、50Hz三相電利用MDS75-12整流橋(額定75A，1200V)，整流成為直流電。此時直流電還是波動大、不平滑的、并且?guī)в忻}沖型的波紋，通過由電容濾波電路組成的濾波模塊，并聯(lián)夠大的電容即可以濾去高次諧波，得到恒定直流電壓。逆變模塊采用三相IGBT全橋電路，可將直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電，全橋電路的開關(guān)信號的PWM信號，應(yīng)用TI公司TMS320F28335DSP芯片，通過通用定時器提供PWM波形，對PWM信號進行光電隔離及功率放大后輸出，控制三相IGBT全橋電路中IGBT功率開關(guān)器件，即可得到的三相交流電。
[0027]傳感器模塊由溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、電流傳感器和電壓傳感器組成，可以用于獲取系統(tǒng)工作時的各類參數(shù)。這些參數(shù)主要包括:
[0028]溫度傳感器采集整流橋式電路和三相IGBT全橋電路以及交流電機三相繞組附近的溫度，本實施方式中溫度傳感器采用DS18B20。
[0029]轉(zhuǎn)速傳感器采集三相電機的轉(zhuǎn)速，本實施方式中轉(zhuǎn)速傳感器采用增量式旋轉(zhuǎn)編碼器 ZSP3806。
[0030]電流傳感器采集三相繞組的線電流，本實施方式中電流傳感器采用LT108-S7。[0031 ] 電壓傳感器采集電容濾波后的電容兩端直流電源值，本實施方式中電壓傳感器采用 WBV344U05。
[0032]傳感器將其它信號轉(zhuǎn)成電信號后經(jīng)過差分電路和放大電路送入TMS320F28335DSP芯片，TMS320F28335DSP芯片對傳感器采集到的信號進行A/D轉(zhuǎn)換處理，并通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸。其中無線傳輸模塊可使用嵌入式WIFI類型。
[0033]本實施方式中微處理器4即采用了 DSP-TMS320F28335。
[0034]多接收端5可以是普通接收設(shè)備，也可以是PC或者是手機等移動設(shè)備(均裝有配套的軟件)，除接收實時信息以外，當(dāng)DSP處理傳感器傳入的信息后判定系統(tǒng)故障，在接收端也有及時的提醒，提醒工作人員予以檢修。
[0035]在三相整流橋和濾波模塊之間的直流母線上接有快速熔斷器，在逆變后三相輸出端和三相電機之間接有交流熔斷器。
[0036]上述的對系統(tǒng)的描述是為便于該【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本實用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對系統(tǒng)做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本實用新型不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的揭示，對于本實用新型做出的改進和修改都應(yīng)該在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有無線傳輸功能的變頻系統(tǒng)，其特征在于，包括:變頻主電路、信號采集單元、差分放大電路、微處理器和無線傳輸模塊；其中: 所述的變頻主電路一側(cè)與電網(wǎng)連接，另一側(cè)與負(fù)載連接； 所述的信號采集單元與變頻主電路連接，其用于采集變頻主電路中的電壓電流信號、電機轉(zhuǎn)速信號以及環(huán)境溫度信號； 所述的差分放大電路與信號采集單元連接，其用于對信號采集單元采集到的信號進行調(diào)理整形以及放大處理； 所述的微處理器與差分放大電路和無線傳輸模塊連接，其用于對差分放大電路處理后的信號進行A/D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號轉(zhuǎn)發(fā)給無線傳輸模塊； 所述的無線傳輸模塊用于將所述的數(shù)字信號無線傳輸給各接收端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻系統(tǒng)，其特征在于:所述的變頻主電路從電網(wǎng)到負(fù)載方向由整流器、濾波電容、逆變器和交流電機依次連接構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻系統(tǒng)，其特征在于:所述的逆變器采用三相IGBT全橋電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻系統(tǒng)，其特征在于:所述的信號采集單元包括電壓傳感器、電流傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器以及溫度傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻系統(tǒng)，其特征在于:所述的微處理器采用DSP。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻系統(tǒng)，其特征在于:所述的無線傳輸模塊采用GPRS模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻系統(tǒng)，其特征在于:所述的整流器與濾波電容之間的直流母線上安裝有直流快速熔斷器，所述的逆變器與交流電機之間的交流線路上安裝有交流熔斷器。
【文檔編號】H02P27-08GK204290807SQ201420743503
【發(fā)明者】楊家強, 張希揚 [申請人]浙江大學(xué)