專利名稱：調(diào)頻調(diào)幅功率變換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種調(diào)頻調(diào)幅功率變換裝置，適用于電動機(jī)及空調(diào)壓縮機(jī)的調(diào)速、節(jié)電控制線路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有電動機(jī)及空調(diào)壓縮機(jī)的調(diào)速、節(jié)電采用變頻調(diào)速技術(shù)，而變頻器的功率變換裝置普遍采用脈沖寬度調(diào)節(jié)方式，逆變器輸出脈沖寬度變化的交流脈沖，缺點(diǎn)是電動機(jī)工作電流大，電動機(jī)長時(shí)間工作，要使用變頻電動機(jī)。
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種逆變器輸出正弦波交流電壓的調(diào)頻調(diào)幅功率變換裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是，在斬波器、濾波器、逆變器組成的脈沖幅值調(diào)節(jié)方式線路上增加電壓測量電路，電壓測量電路連接在濾波器的輸出端上。斬波器在柵極驅(qū)動電路激勵(lì)下，斬波器進(jìn)入導(dǎo)通/關(guān)斷狀態(tài)。斬波器輸出的脈沖經(jīng)濾波器生成直流脈動電壓，電壓測量電路將直流脈動電壓反饋至控制電路，電壓測量電路是電壓互感器或者由串連電阻構(gòu)成的降壓器組成，電壓測量電路跟蹤直流脈動電壓的變化?？刂齐娐返男盘栯妷菏沁B續(xù)的正弦波的正半周直流電壓，控制電路在對信號電壓與反饋電壓比較后，調(diào)節(jié)輸出至柵極驅(qū)動電路的激勵(lì)脈沖。通過調(diào)節(jié)斬波器輸出的脈沖頻率或者脈沖寬度，在濾波器的輸出端輸出連續(xù)的正弦波的正半周直流電壓，該直流電壓的幅值可以是等幅的，也可以是調(diào)幅的。在濾波器輸出端的直流電壓幅值為零伏時(shí)，逆變器以交替方式進(jìn)行導(dǎo)通與關(guān)斷的轉(zhuǎn)換，完成對功率輸出極性的轉(zhuǎn)換，逆變器輸出電壓極性變化的正弦波交流電壓。這種調(diào)頻調(diào)幅功率變換裝置具有以下特征1.一種調(diào)頻調(diào)幅功率變換裝置，包括斬波器、濾波器、逆變器組成的脈沖幅值調(diào)節(jié)方式電路，電壓測量電路連接在濾波器的輸出端上，電壓測量電路的輸出端連接控制電路，控制電路輸出端連接斬波器的輸入極，斬波器輸出脈寬調(diào)制脈沖或者脈頻調(diào)制脈沖，濾波器輸出端是連續(xù)正弦波的正半周直流電壓。
2.電壓測量電路是電壓互感器，也可以是由串連電阻構(gòu)成的降壓器組成，電壓測量電路輸出的電壓峰值0.5伏至28伏。
3.濾波器包括LC濾波器和電容濾波器，濾波器輸出的直流電壓的幅值可以是等幅，也可以是調(diào)幅。
現(xiàn)有電動機(jī)及空調(diào)壓縮機(jī)的調(diào)速、節(jié)電采用變頻調(diào)速技術(shù)，該技術(shù)導(dǎo)致電動機(jī)工作電流大，要求使用變頻電動機(jī)。采用本實(shí)用新型技術(shù)，可以驅(qū)動普通電動機(jī)，由于電動機(jī)發(fā)熱量小，提高了驅(qū)動裝置的節(jié)電率。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明

圖1是本實(shí)用新型調(diào)頻調(diào)幅功率變換裝置第一個(gè)實(shí)施方式的功率變換電路圖。
圖2是本實(shí)用新型調(diào)頻調(diào)幅功率變換裝置第一個(gè)實(shí)施方式的控制電路圖。
圖中1.斬波器 2.濾波器 3.電壓測量電路 4.全橋式逆變器 5.電動機(jī)具體實(shí)施方式
圖1是本實(shí)用新型調(diào)頻調(diào)幅功率變換裝置第一個(gè)實(shí)施方式的功率變換電路圖。電容C1、IGBT晶體管VT1、二極管D1構(gòu)成斬波器(1)，電感L1、電容C2構(gòu)成濾波器(2)，IGBT晶體管VT2、VT3、VT4、VT5和二極管D2、D3、D4、D5構(gòu)成全橋式逆變器(4)。由斬波器(1)、濾波器(2)、逆變器(4)組成脈沖幅值調(diào)節(jié)方式電路。電阻R1和R2串連構(gòu)成電阻降壓器，電阻R1和電阻R2連線是輸出端P，由電阻R1、電阻R2構(gòu)成電壓測量電路(3)。IGBT晶體管VT1集電極連接直流電源正極A1、電容C1，發(fā)射極連接電感L1，二極管D1負(fù)極，電容C2正極連接電感L1、電阻R1和IGBT晶體管VT2、VT4的集電極、二極管D2、D4負(fù)極。電壓測量電路(3)的輸出端P連接控制電路。二極管D2、D3、D4、D5作為續(xù)流保護(hù)并接在IGBT晶體管VT2、VT3、VT4、VT5發(fā)射極和集電極上，二極管正極連接IGBT晶體管的發(fā)射極。IGBT晶體管VT2發(fā)射極和IGBT晶體管VT4發(fā)射極作為全橋式逆變器(4)輸出端，并與電動機(jī)(5)連接。直流電源負(fù)極A2連接電容C1，二極管D1、D3、D5正極、電容C2負(fù)極、電阻R2、IGBT晶體管VT3和VT5的發(fā)射極。
柵極驅(qū)動電路激勵(lì)斬波器(1)的IGBT晶體管VT1柵極，IGBT晶體管VT1發(fā)射極輸出脈沖。脈沖經(jīng)濾波器(2)的電感L1接入，濾波后生成直流脈動電壓經(jīng)電容C2正極輸出。直流脈動電壓經(jīng)電壓測量電路(3)中的電阻R1和電阻R2分壓，經(jīng)輸出端P送至控制電路，電壓測量電路(3)輸出的電壓峰值是10伏?？刂齐娐返男盘栯妷菏沁B續(xù)的正弦波的正半周直流電壓，控制電路在對信號電壓與反饋電壓比較后，調(diào)節(jié)斬波器(1)的脈沖頻率或者脈沖寬度，在濾波器(2)的電容C2正極上生成連續(xù)的正弦波的正半周直流電壓。當(dāng)直流電壓幅值為零伏時(shí)，全橋式逆變器(4)以交替方式進(jìn)行導(dǎo)通與關(guān)斷的轉(zhuǎn)換，既IGBT晶體管VT2、VT5導(dǎo)通，VT3、VT4關(guān)斷，和IGBT晶體管VT3、VT4導(dǎo)通，VT2、VT5關(guān)斷。完成對正弦波的正半周直流電壓極性的轉(zhuǎn)換，在IGBT晶體管VT2和VT4的發(fā)射極上輸出電壓極性變化的等幅正弦波交流電壓。還可以在電壓測量電路(3)與控制電路之間增加電壓跟隨器。
圖2是本實(shí)用新型調(diào)頻調(diào)幅功率變換裝置第一個(gè)實(shí)施方式的控制電路圖。參照圖1說明。正弦波交流電壓經(jīng)引線B1、B2接入全波整流橋D1，其輸出的一路經(jīng)電阻R3連接電壓比較器U1的反向端，另一路經(jīng)電阻R4連接脈寬調(diào)制控制器U3的管腳2。電壓比較器U1的同向端連接電位器R5中點(diǎn)，電位器R5對穩(wěn)壓電源VCC分壓，電位器R5中點(diǎn)電壓是0.2伏，電壓比較器U1的輸出端連接D觸發(fā)器U2A的管腳3。D觸發(fā)器U2A的管腳2連接D觸發(fā)器U2A管腳5，D觸發(fā)器U2A的管腳1連接VT2、VT5柵極驅(qū)動電路U4，管腳2連接VT3、VT4柵極驅(qū)動電路U5。反饋電壓引線P1經(jīng)電阻R8與R7分壓后連接脈寬調(diào)制控制器U3的管腳1，脈寬調(diào)制控制器U3的管腳11經(jīng)電阻R6連接VT1柵極驅(qū)動電路U6。D觸發(fā)器U2型號是CD4013，脈寬調(diào)制控制器U3型號是SG3525。
正弦波交流電壓經(jīng)全波整流橋D1生成正弦波的正半周直流電壓，直流電壓幅值是5伏，并依此為信號電壓，當(dāng)直流電壓幅值小于0.2伏，電壓比較器U1輸出正脈沖，并觸發(fā)D觸發(fā)器U2A翻轉(zhuǎn)，D觸發(fā)器U2A管腳1和管腳2的電壓極性反向，并驅(qū)動VT2、VT5柵極驅(qū)動電路U4和VT3、VT4柵極驅(qū)動電路U5電壓極性反向。即實(shí)現(xiàn)全橋式逆變器(4)以交替方式進(jìn)行導(dǎo)通與關(guān)斷的轉(zhuǎn)換。電壓測量電路(3)的反饋電壓經(jīng)引線P1、電阻R8電阻R7接入脈寬調(diào)制控制器U3的管腳1，管腳1電壓幅值為5伏，電壓比較后，脈寬調(diào)制控制器U3的管腳11輸出調(diào)節(jié)脈沖，調(diào)節(jié)脈沖經(jīng)電阻R6送至VT1柵極驅(qū)動電路U6，從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
在第一個(gè)實(shí)施方式中，全橋式逆變器(4)輸出單相正弦波交流電壓。對于三相供電的電動機(jī)，將逆變器改為三相逆變方式，其它部分與第一個(gè)實(shí)施方式相同。
本實(shí)用新型調(diào)頻調(diào)幅功率變換裝置的實(shí)施方式還包括電壓測量電路還可以是電壓互感器，電壓互感器的輸入端并接在濾波器的電容兩端，輸出端連接控制電路，也可以在輸出端并接電容和電阻。濾波器還可以是電容濾波器。逆變器還可以是推挽式逆變器，半橋式逆變器。逆變器輸出正弦波交流電壓還可以是調(diào)幅的。電壓測量電路輸出的電壓峰值范圍是0.5伏至20伏。
權(quán)利要求1.一種調(diào)頻調(diào)幅功率變換裝置，包括斬波器、濾波器、逆變器組成的脈沖幅值調(diào)節(jié)方式電路，其特征在于電壓測量電路連接在濾波器的輸出端上，電壓測量電路的輸出端連接控制電路，控制電路輸出端連接斬波器的輸入極，斬波器輸出脈寬調(diào)制脈沖或者脈頻調(diào)制脈沖，濾波器輸出端是連續(xù)正弦波的正半周直流電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)頻調(diào)幅功率變換裝置，其特征在于電壓測量電路是電壓互感器，也可以是由串連電阻構(gòu)成的降壓器組成，電壓測量電路輸出的電壓峰值0.5伏至28伏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)頻調(diào)幅功率變換裝置，其特征在于濾波器包括LC濾波器和電容濾波器，濾波器輸出的直流電壓的幅值可以是等幅，也可以是調(diào)幅。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種調(diào)頻調(diào)幅功率變換裝置，在包括斬波器、濾波器、逆變器的脈沖幅值調(diào)節(jié)方式電路上增加電壓測量電路，電壓測量電路連接在濾波器的輸出端上，通過調(diào)節(jié)斬波器信號脈沖的形式，逆變器輸出等幅或者是調(diào)幅的交流電壓。適用于電動機(jī)及空調(diào)壓縮機(jī)的調(diào)速、節(jié)電控制線路。
文檔編號H02M7/537GK2909690SQ20052007942
公開日2007年6月6日 申請日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月22日
發(fā)明者陳繼進(jìn) 申請人:陳繼進(jìn)