低成本小功率通用变频器的实现

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1、低成本小功率通用变频器的实现

2、第1...Keyouseg(this)">2三相P波形的产生对电动机电压空间矢量实施控制，可以得到逼近圆形的磁链轨迹，以减小电机低频的转矩脉动和谐波电流损耗。习惯上也称磁链（通）轨迹控制法。这里采用可编程逻辑器件GAL（GenericArrayLogic）与少量的通用集成器件实现电压空间矢量控制法，可得到开关频率较高的三相P波形，由此驱动的逆变器输出电压有较高的相位对称度。同时采用变频定宽信号与基本P信号综合，实现恒压频比控制，电压、频率同步平滑调节，电路简单，调试方便，成本低廉。图1给出三相P波形的形成电原理框图。图中数字电位器根据应用的情况可

3、分别采用按键式的X9511或微机控制式的X9312；软起动部分采用RC积分电路，使给定电压缓慢上升，以实现变频起动，起动时间可调；u/f压频转换器选用了性能适中、价格便宜的通用器件CD4046，其输出电压（Uo）从0V～5V，输出频率相应从0kHz～8.5kHz;定宽调频部分要输出2种信号,1种是定宽调频脉冲,宽度为2μs，作为GAL的时钟信号和逆变桥要求的前死区,另一种脉冲在低输入频率时略有变化，以实现逆变器低频时的电压补偿和恒定的压频比。GAL16V8作为分频编码器和开机、停机、保护等信号的结合。GAL20V8作为综合分配输出电路、按照预先写入的周期开关状态进行分配后，再

4、综合脉冲宽度调制、开、停机、正反转、保护等信号，最后输出带有死区的六路P波。输入频率最大值500)this.style.ouseg(this)">与输出频率最大值500)this.style.ouseg(this)">有如下关系：500)this.style.ouseg(this)">m为输出电压相数，N为磁链轨迹扇区的磁链增量小段数。本电路选用m=3，N=16。3驱动电路与主电路由于电机额定电压为200V,额定功率为0.2kOSFET加IR公司的驱动器IR2130，其电路图如图2。来自P波形发生电路的三相六路控制信号经光耦隔离后分别按相位送入IR2130的3个“输入信号发生

5、器”的输入端，由此产生同一相上、下臂栅极控制信号，其中下臂信号直接送至输出驱动，上臂信号则经IR2130内部的脉冲发生器和锁存器再送至输出驱动。锁存器同时兼有欠压检测功能，欠压情况下封锁三路上臂，达到保护目的。IR2130还具有主电路电流检测和过流保护功能。主电路用MOSFET选择500)this.style.ouseg(this)">根据上述计算和价格因素,选用了三菱公司的FK10KM－10主电路滤波电容的计算:500)this.style.ouseg(this)">整流采用单相不可控全桥整流模块，其价格便宜，耐冲击电流较大，因此这里就不必要采用防止电流浪流的措施。由于FK

6、10KM－10管子的耐压不高，良好的吸收回路及合理的布线是必须的。驱动模块IR213P是低电压的逻辑电路和高功率开关器件之间的接口。因此，信号接地和大功率接线不应该混合在一起，避免互相干扰。这些基本准则如下：（1）必须避免布线产生的同相电流，使负载电流流入信号电路。（2）负载电流环尺寸必须小，使电路电感为最小。（3）大电流线必须充分去耦，必须使电感尖峰最小。（4）高压、高dv/dt点之间必须有良好的屏蔽，且提供低电平信号电路。（5）变压器设计应使邻近线圈与铁心之间的电压梯度为最小，以防止灵敏信号电路中的容性耦合电流。（6）功率开关dv/dt值应尽可能地低，这样才能使感应母线电

7、压尖峰为最小。500)this.style.ouseg(this)">4控制电源DC/DC的设计通用变频器对其控制电源不仅要求其性能稳定可*，而且还要有隔离和耐高压。它的特殊要求是输入电压在很宽的范围内，都能正常工作，以保证逆变器功率开关管的安全。根据这一特点，结合低价格的要求，这里我们选用了TOP200组成的单端反激式DC/DC。其设计要求是：500)this.style.ouseg(this)">（4）选择磁心和骨架尺寸500)this.style.ouseg(this)">5结语采用上述方案构成的三相输出变频器，选用叠层结构，其尺寸不大于120×110×500)this

8、.style.ouseg(this)">，调试方便。样机由西安微电机厂测试，其性能优良，各项指标均达到了设计要求，价格便宜。经压缩机厂半年多使用，性能稳定、可*。因此本方案是可行的，具有推广应用价值。