專利名稱：一種變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種變頻器，特別是針對一般小功率交流異步電動機(jī) 變頻調(diào)速要求的變頻器。
背景技術(shù)：
隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，直流拖動的薄弱環(huán)節(jié)逐步顯露出來。由于 換向器的存在，直流電機(jī)的維護(hù)量加大，單機(jī)容量、最高轉(zhuǎn)速以及使用環(huán) 境都受到限制。另一方面，作為耗能大國，為了可持續(xù)發(fā)展，人們不得不 考慮如何節(jié)省能源，于是，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、價格低廉的
異步電動機(jī)重新走入人們的視野。從20世紀(jì)30年代開始，人們致力于交 流調(diào)速技術(shù)的研究，然而進(jìn)展緩慢。但20世紀(jì)60年代以后，特別是70 年代以來，隨著電力電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展， 交流傳動與控制技術(shù)成為目前發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一，電氣傳動技術(shù)面 臨著一場歷史革命，即交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代 模擬控制技術(shù)己成為發(fā)展趨勢。
電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和 改善環(huán)境、推動技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和起 制動性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多 優(yōu)點(diǎn)而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式，并以體積小、重量輕、 通用性強(qiáng)、保護(hù)功能完善、可靠性高、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，深受鋼鐵、冶金、 礦山、石油、化工、醫(yī)藥、紡織、機(jī)械、電力、輕工、造紙、印刷、巻煙、 自來水等行業(yè)的歡迎，效益非常顯著。變頻調(diào)速雖然在各個方面有其優(yōu)勢， 但其早期昂貴的造價和可靠性問題使許多用戶望而卻步。降低造價和提高
可靠性一直是交流變頻調(diào)速的重要課題。
實用新型內(nèi)容
本實用新型是為了解決變頻器的造價高，可靠性差等問題。要解決以上問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)-
一種變頻器，用于三相交流異步電動機(jī)的變頻控制，所述變頻器包括
整流電路、IPM智能功率模塊、SP麗正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器、單片機(jī)、鍵盤顯示電路、串口，所述整流電路與IPM智能功率模塊、SP醫(yī)正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器連接，所述IPM智能功率模塊與所述SPWM正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器之間用光耦隔離，所述單片機(jī)與SPWM正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器、鍵盤顯示電路連接，所述單片機(jī)上裝有串口。
所述IPM智能功率模塊選取PS21865模塊，PS21865模塊采用第5代低功耗IGBT絕緣柵雙極型晶體管芯，IGBT絕緣柵雙極型晶體管芯內(nèi)置優(yōu)化后的柵級驅(qū)動電路、短路保護(hù)電路和驅(qū)動電壓欠壓保護(hù)電路。
所述IGBT絕緣柵雙極型晶體管芯，是由BJT雙極型三級管和M0S絕緣柵型場效應(yīng)管組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件。
所述SPWM正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器選取SA866AE變頻調(diào)速芯片。
所述按鍵顯示電路選取普通的數(shù)碼管和復(fù)位按鍵，控制SPWM正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器中的SA866AE變頻調(diào)速芯片輸出的波形。
所述單片機(jī)為AT89S52單片機(jī)，監(jiān)控整個變頻器的運(yùn)行，通過Modbus協(xié)議編寫單片機(jī)AT89S52的通訊程序，經(jīng)過串口與上位機(jī)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
所述串口電平轉(zhuǎn)換芯片選擇Max232芯片，該Max232芯片是單片機(jī)與電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口通訊用的串口電平轉(zhuǎn)換芯片。
本實用新型采用多功能高集成度專用SP麗正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器SA866AE變頻調(diào)速芯片和IPM智能功率模塊PS21865模塊，整體結(jié)構(gòu)簡單，具有比較完善的功能。本實用新型用于三相交流異步電動機(jī)的變頻控制，可滿足對控制精度要求不高的情況，控制可靠、造價低廉、維護(hù)簡單，與動輒數(shù)萬元的變頻器相比性價比極高，尤其在簡單應(yīng)用的場合，可以作為首選方案。

圖l本實用新型系統(tǒng)圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖進(jìn)行說明。
本實用新型提出一種變頻器，包括整流電路、IPM智能功率模塊、SPWM 正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器、單片機(jī)、鍵盤顯示電路、串口，所述整流電路 與IPM智能功率模塊、SPWM正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器連接，所述IPM智能 功率模塊與所述SPWM正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器之間用光耦隔離，所述單 片機(jī)與SP麗正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器、鍵盤顯示電路連接，所述單片機(jī) 上裝有串口。
如圖1所示，通用小功率變頻電源采用單相或三相交流電220伏供電， 經(jīng)整流電路整流濾波后送入逆變橋，再由逆變橋?qū)⒃撝绷麟娔孀兂扇?VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)電源，以驅(qū)動電機(jī)。
IPM智能功率模塊選用三菱公司的PS21865模塊。該款智能功率模塊 采用第5代低功耗IGBT絕緣柵雙極型晶體管芯，IGBT絕緣柵雙極型晶體 管芯內(nèi)置優(yōu)化后的柵級驅(qū)動電路、短路保護(hù)電路和驅(qū)動電壓欠壓保護(hù)電 路。PS21865模塊外圍電路也較簡單，與SA866AE變頻調(diào)速芯片之間用光 耦隔離即可正常工作。
SPWM正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器采用三相P麗運(yùn)動控制器SA866AE變頻 調(diào)速芯片，該芯片接口簡單，工作中無需微處理器，許多重要的運(yùn)行參數(shù) 可在器件初始化時編程設(shè)置，SA866AE變頻調(diào)速芯片外圍電路簡單，單片 機(jī)根據(jù)控制要求，實時改變SA866AE變頻調(diào)速寄存器的內(nèi)容就能改變SP麗 正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器輸出波形。
單片機(jī)選用AT89S52單片機(jī)，通過執(zhí)行C語言編寫的控制程序來控制 其他器件的工作。該芯片是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器。 AT89S52單片機(jī)具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能8k字節(jié)Flash存儲器，256字節(jié)RAM 內(nèi)存，32位1/0輸入輸出口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位 定時器/計數(shù)器， 一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及按鍵顯示電路選擇普通的數(shù)碼管和復(fù)位按鍵，按鍵顯示電路是最簡單
的人機(jī)接口電路，實現(xiàn)較容易，成本也較低。單片機(jī)的通訊程序按Modbus 協(xié)議編寫，可以經(jīng)過串口與上位機(jī)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。串口電平轉(zhuǎn)換芯片選擇 Max232芯片，該Max232芯片是單片機(jī)與電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口通訊用的 串口電平轉(zhuǎn)換芯片。
權(quán)利要求1、一種變頻器，用于三相交流異步電動機(jī)的變頻控制，其特征在于，所述變頻器包括整流電路、IPM智能功率模塊、SPWM正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器、單片機(jī)、鍵盤顯示電路、串口，所述整流電路與IPM智能功率模塊、SPWM正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器連接，所述IPM智能功率模塊與所述SPWM正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器之間用光耦隔離，所述單片機(jī)與SPWM正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器、鍵盤顯示電路連接，所述單片機(jī)上裝有串口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器，其特征在于，所述IPM智能功率 模塊選取PS21865模塊，PS21865模塊采用第5代低功耗IGBT絕緣柵雙極 型晶體管芯，IGBT絕緣柵雙極型晶體管芯內(nèi)置優(yōu)化后的柵級驅(qū)動電路、短 路保護(hù)電路和驅(qū)動電壓欠壓保護(hù)電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻器，其特征在于，所述IGBT絕緣柵雙 極型晶體管芯，是由BJT雙極型三級管和M0S絕緣柵型場效應(yīng)管組成的復(fù) 合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器，其特征在于，所述SP麗正弦脈沖 寬度調(diào)節(jié)控制器選取SA866AE變頻調(diào)速芯片。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的變頻器，其特征在于，所述按鍵顯示 電路選取普通的數(shù)碼管和復(fù)位按鍵，控制SP麗正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器 中的SA866AE變頻調(diào)速芯片輸出的波形。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻器，其特征在于，所述單片機(jī)為AT89S52 單片機(jī)，監(jiān)控整個變頻器的運(yùn)行，通過Modbus協(xié)議編寫單片機(jī)AT89S52 的通訊程序，經(jīng)過串口與上位機(jī)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的變頻器，其特征在于，所述串口電平 轉(zhuǎn)換芯片選擇Max232芯片，該Max232芯片是單片機(jī)與電腦的RS-232標(biāo) 準(zhǔn)串口通訊用的串口電平轉(zhuǎn)換芯片。
專利摘要一種變頻器，包括整流電路、IPM智能功率模塊、SPWM正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器、單片機(jī)、鍵盤顯示電路、串口，所述整流電路與IPM智能功率模塊、SPWM正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器連接，所述IPM智能功率模塊與所述SPWM正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器之間用光耦隔離，所述單片機(jī)與SPWM正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器、鍵盤顯示電路連接，所述單片機(jī)上裝有串口。本實用新型用于三相交流異步電動機(jī)的變頻控制，采用多功能高集成度專用SPWM正弦脈沖寬度調(diào)節(jié)控制器SA866AE變頻調(diào)速芯片和IPM智能功率模塊PS21865模塊，本實用新型整體結(jié)構(gòu)簡單，具有比較完善的功能，滿足了變頻器低成本、高可靠性、高性能的要求。
文檔編號H02P27/06GK201435712SQ200920059140
公開日2010年3月31日 申請日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者張成飛, 張益安, 林新陽, 趙立濤 申請人:東莞玖龍紙業(yè)有限公司