CN106208898A - 一种基于高压变频的单向交流电机电路 - Google Patents
一种基于高压变频的单向交流电机电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106208898A CN106208898A CN201610553971.8A CN201610553971A CN106208898A CN 106208898 A CN106208898 A CN 106208898A CN 201610553971 A CN201610553971 A CN 201610553971A CN 106208898 A CN106208898 A CN 106208898A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chip microcomputer
- way
- power
- spwm
- zero passage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 20
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 4
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
- H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/04—Single phase motors, e.g. capacitor motors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于高压变频的单向交流电机电路,包括过零监测器1、控制电源2、受控整流单元3、调测断开点单元4、两路换向半桥单元5、干路SPWM调制器6、反电动势过零监测器7、动态执行器8、高压监测器9、过流采样单元10、单片机11、单相电机12和提示单元13。本电机电路采用无变压器的无电感设计,在干路调制SPWM,滞后闭环调整;过压、过流两相监测,动态执行,众多的声光告警,确保了很高的电机驱动效率,元器件全部采用自然散热,没有笨重、厚大、昂贵、不能集成的变压器和电感,本电机电路既有很高可靠性和安全性,变换效率有非常高。
Description
技术领域
本发明属于电力驱动设备的技术领域,具体地说,涉及一种基于高压变频的单向交流电机电路。
背景技术
单相交流电机驱动力大、成本低、驱动简单,因而广泛用于卷料纠偏中做执行器动力。但单相电机需要电阻电容移相来形成旋转磁场才能让电机转起来,这对于需要电机频繁换向的卷料纠偏而言,这个移相电阻温度会非常非常高,置于空气对流的自由空间里,其温升足以把散热片表面的绝缘黑漆全部烫裂,同时对操作人员存在安全隐患。其次,不同功率电机需要匹配不同的电阻电容,同功率电机不同厂家生产的电机移相网络都不能混用,并且交流同步电机响应速度慢,纠偏精度不高。
发明内容
针对现有技术中上述的不足,本发明提供一种基于高压变频的单向交流电机电路,本单向交流电机实现了高压高速驱动电路,免除了笨重厚大的前端的工频降压变压器和后端的高频升压变压器,减小了体积和重量降低了成本并且采用延迟闭环控制、动态执行,过压、过流全程监控,具有更高的可靠性和安全性。
为了达到上述目的,本发明采用的解决方案是:一种基于高压变频的单向交流电机电路,包括过零监测器、控制电源、受控整流单元、调测断开点单元、两路换向半桥单元、干路SPWM调制器、反电动势过零监测器、动态执行器、高压监测器、过流采样单元、单片机和单相电机;
过零监测器,用于每周提取两次工频市电的过零信息,指导单片机按市电周波过零时刻开通受控整流单元以消除整流浪涌,防止高压整流管受损,并作为前向式掉电中断,及时通知单片机利用余电把内存RAM中参数转存到FLASH ROM中;
控制电源,用于产生+Vp+18V和-Vp+18V浮动的控制栅驱动电压和+5.6V的单片机工作电压;
受控整流单元,用于在市电过零监测中断控制下,由单片机授权开启或关断的正负功率电源+Vp和-Vp的半波整流;
两路换向半桥单元,用于在动态执行器控制下,将单向直流电转换为两路双极***流电;
干路SPWM调制器,接在单相电机和两路换向半桥单元之间,用于在动态执行器的控制下,对双向交流电实施SPWM调制,将两路双极性的脉冲交流电转换成正弦交流电;
反电动势过零监测,用于采集和监测电机反电动势过零时刻,闭环调节单片机输出SPWM脉冲,渐次实现电机同步;
动态执行器包括一个带自激振荡的超时机制,动态执行器连接在两路换向半桥和单片机之间,对两路换向半桥和干路SPWM调制器起到超时强制关断作用,对单片机起到电源自举作用;
高压监测器,用于对功率电压+VP和-VP进行A/D监测,对过压或欠压示警,具有变频和调压作用;
过流采样单元,监测电机因卡死或超载时的过流;
还包括提示单元,提示单元包括蜂鸣器和发光二极管,用于提示整个装置的运行情况。
优选地,控制电源为电容限能电源,利用电容的容抗压缩功耗。
本发明的有益效果是,本电机电路采用无变压器的无电感设计,在干路调制SPWM,滞后闭环调整;过压、过流两相监测,动态执行,众多的声光告警,确保了很高的电机驱动效率,元器件全部采用自然散热,没有笨重、厚大、昂贵、不能集成的变压器和电感,本电机电路既有很高可靠性和安全性,变换效率又非常高。
附图说明
图1为本发明的电机电路图。
图2为本发明对市电交流正向和负向半波整流得到检波峰值的电路图。
图3为本发明的实际电路图。
图4为两路换向半桥单元的驱动电路图。
附图中:
1、过零监测器;2、控制电源;3、受控整流单元;4、调测断开点单元;5、两路换向半桥单元;6、干路SPWM调制器;7、反电动势过零监测器;8、动态执行器;9、高压监测器;10、过流采样单元;11、单片机;12、单相电机;13、提示单元。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步描述:
参照图1,本发明提供一种基于高压变频的单向交流电机电路,包括过零监测器1、控制电源2、受控整流单元3、调测断开点单元4、两路换向半桥单元5、干路SPWM调制器6、反电动势过零监测器7、动态执行器8、高压监测器9、过流采样单元10、单片机11、单相电机12和提示单元13。
过零监测器1,用于每周提取两次工频市电的过零信息,指导单片机11按市电周波过零时刻开通受控整流单元3以消除整流浪涌,防止高压整流管受损,并作为前向式掉电中断,及时通知单片机11利用余电把内存RAM中参数转存到FLASH ROM中。
控制电源2,用于产生+Vp+18V和-Vp+18V浮动的控制栅驱动电压和+5.6V的单片机11工作电压。控制电源2为电容限能电源,利用电容的容抗压缩功耗。
受控整流单元3,用于在市电过零监测中断控制下,由单片机11授权开启或关断对正负功率电源+Vp和-Vp的半波整流。
两路换向半桥单元5,用于在动态执行器8控制下,将单向直流电转换为两路双极***流电。
干路SPWM调制器6,接在单相电机12和两路换向半桥单元5之间,用于在动态执行器8的控制下,对双向交流电实施SPWM调制,将两路双极性的脉冲交流电转换成正弦交流电。
反电动势过零监测,用于采集和监测电机反电动势过零时刻,闭环调节单片机11输出SPWM脉冲,渐次实现电机同步。
动态执行器8是一个带自激振荡的超时机制,该单元被桥接在两路换向半桥单元5和单片机11之间,肩负对两路换向半桥单元5和干路SPWM调制器6,一旦超时强制关断的职能,而对单片机11,该单元还充当更可靠的掉电式“看门狗”。
高压监测器9,用于对功率电压+VP和-VP进行A/D监测,对过压或欠压示警,并直接指导变频和调压。
过流采样单元10,监测电机因卡死或超载时的过流。
提示单元13,包括蜂鸣器和发光二极管,用于提示整个装置的运行情况和异常时的声光示警。
本电机电路采用无变压器的无电感设计,在干路调制SPWM,滞后闭环调整;过压、过流两相监测,动态执行,众多的声光告警,确保了很高的电机驱动效率,元器件全部采用自然散热,没有笨重、厚大、昂贵、不能集成的变压器和电感,本电机电路既有很高可靠性和安全性,变换效率又非常高。
工作流程:市电上电后,控制电源2产生单片机11的+5.6V工作电压,借道动态控制器8加载给单片机11,单片机11上电复位后,定时扫描动态驱动器8使能端完成电源自举;过零监测器1在市电每周两次过零时刻产生中断,零电压开启受控整流单元3无浪涌地产生±310V左右的功率电源+Vp和-Vp;当短接调测断开点单元4,强电+Vp和-Vp将加载到两路换向半桥单元5上,并被动态执行器8遵照单片机11的命令,交替地开通半桥上下管,把直流电压变换成双极***流脉冲,再经后端的SPWM干路调制器6调制成两路相差90°的正选交流电,经简单平滑,加载给单相电机12形成旋转磁场驱动电机转动。
参照图2,图中的±310V高压,是对市电220V交流正向和负向半波整流得到检波峰值,无论是Q1还是Q2导通,另一只不导通管子都将承受高达600多伏的压降,为了防止两管穿通失效,控制电源2为电容限能电源,利用电容的容抗压缩功耗。
参照图3,本图为本发明控制电源2、受控整流3、及过流采样单元10三单元整合的实际电路,电路最左端为控制电源2,由电容C6限能,电阻R4削峰,稳压管钳位,二极管整流产生+5.6V单片机11工作电压和+Vp+18V和-Vp+18V浮动的控制栅驱动电压,其中上端的+Vp+18V高边驱动电压还要经升压来产生;双向可控硅Q4被过零触发,配合D10和D11半波整流构成受控整流3,在C11和C12上产生+Vp和-Vp功率电压;过流采样单元11由R9完成电流采样,R12和R11分压垫高判决门限提高电流采样灵敏度,R13和C13舒缓电流瞬间浪涌,当因过流R9烧毁,红色发光二极管D17将点亮来直接指示故障点,D52对D17起反向保护作用,有R14高阻阻断防止C13上的高压能量直接泄入单片机11内部。
参照图4,本图为两路半桥换向单元的驱动简化图,因为两路电路完全一样,所以只需要对一路单独分析。图中半桥的下管Q13的栅源控制电压U2由-VP+18V直接驱动,但对上管的驱动需要变换一下,因为Q13导通后,上管去Q12源极电位是-Vp,驱动电路必须把这个负高压阻塞掉。D53就阻断Q13导通时-Vp高压的上引,D52则把VP+18V重新定位到+Vp上,两路半桥通断间正好相差90°相角,D51阻隔开各自的对储能电容C25的充电时间。上管Q12左边一对高压PNP管Q10和Q11管用于转换悬浮着高边驱动电压,需要说明的是,尽管全***共地,但依旧需要配置高速光电耦合器来匹配强弱电间的巨大落差。
Claims (3)
1.一种基于高压变频的单向交流电机电路,其特征是:包括过零监测器(1)、控制电源(2)、受控整流单元(3)、调测断开点单元(4)、两路换向半桥单元(5)、干路SPWM调制器(6)、反电动势过零监测器(7)、动态执行器(8)、高压监测器(9)、过流采样单元(10)、单片机(11)和单相电机(12);
过零监测器(1),用于每周提取两次工频市电的过零信息,指导单片机(11)按市电周波过零时刻开通受控整流单元(3)以消除整流浪涌,防止高压整流管受损,并作为前向式掉电中断,及时通知单片机(11)利用余电把内存RAM中参数转存F到LASH ROM中;
控制电源(2),用于产生+Vp+18V和-Vp+18V浮动的控制栅驱动电压和+5.6V的单片机(11)工作电压;
受控整流单元(3),用于在市电过零监测中断控制下,由单片机(11)授权开启或关断的正负功率电源+Vp和-Vp的半波整流;
两路换向半桥单元(5),用于在动态执行器(8)控制下,将单向直流电转换为两路双极***流电;
干路SPWM调制器(6),接在单相电机(12)和两路换向半桥单元(5)之间,用于在动态执行器(8)的控制下,对双向交流电实施SPWM调制,将两路双极性的脉冲交流电转换成正弦交流电;
反电动势过零监测,用于采集和监测电机反电动势过零时刻,闭环调节单片机(11)输出SPWM脉冲,渐次实现电机同步;
动态执行器(8)包括一个带自激振荡的超时机制,动态执行器(8)连接 在两路换向半桥和单片机(11)之间,对两路换向半桥和干路SPWM调制器(6)起到超时强制关断作用,对单片机(11)起到电源自举作用;
高压监测器(9),用于对功率电压+VP和-VP进行A/D监测,对过压或欠压示警,具有变频和调压作用;
过流采样单元(10),监测电机因卡死或超载时的过流。
2.根据权利要求1所述的基于高压变频的单向交流电机电路,其特征是:还包括提示单元(13),提示单元(13)包括蜂鸣器和发光二极管,用于提示整个装置的运行情况。
3.根据权利要求1所述的基于高压变频的单向交流电机电路,其特征是:所述的控制电源(2)为电容限能电源,利用电容的容抗压缩功耗。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610553971.8A CN106208898B (zh) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | 一种基于高压变频的单相交流电机电路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610553971.8A CN106208898B (zh) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | 一种基于高压变频的单相交流电机电路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106208898A true CN106208898A (zh) | 2016-12-07 |
CN106208898B CN106208898B (zh) | 2019-09-10 |
Family
ID=57475088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610553971.8A Active CN106208898B (zh) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | 一种基于高压变频的单相交流电机电路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106208898B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113783476A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-10 | 深圳市海浦蒙特科技有限公司 | 一种单相电机控制方法、装置及*** |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050104148A (ko) * | 2004-04-28 | 2005-11-02 | 엘에스산전 주식회사 | 인버터 제어장치 |
CN102647146A (zh) * | 2012-05-15 | 2012-08-22 | 厦门精研自动化元件有限公司 | 一种单相交流电机的数字控制器 |
CN102707121A (zh) * | 2012-06-14 | 2012-10-03 | 美的集团有限公司 | 一种电压浪涌检测电路 |
JP2013258826A (ja) * | 2012-06-12 | 2013-12-26 | Jscc Automation (Xiamen) Co Ltd | 単相交流電動機のデジタル制御器 |
CN203387422U (zh) * | 2013-08-12 | 2014-01-08 | 浙江工商职业技术学院 | 一种高效数控稳压电源 |
CN105680739A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-06-15 | 武汉工程大学 | 一种高转速无刷直流电机无位置传感器控制器 |
-
2016
- 2016-07-14 CN CN201610553971.8A patent/CN106208898B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050104148A (ko) * | 2004-04-28 | 2005-11-02 | 엘에스산전 주식회사 | 인버터 제어장치 |
CN102647146A (zh) * | 2012-05-15 | 2012-08-22 | 厦门精研自动化元件有限公司 | 一种单相交流电机的数字控制器 |
JP2013258826A (ja) * | 2012-06-12 | 2013-12-26 | Jscc Automation (Xiamen) Co Ltd | 単相交流電動機のデジタル制御器 |
CN102707121A (zh) * | 2012-06-14 | 2012-10-03 | 美的集团有限公司 | 一种电压浪涌检测电路 |
CN203387422U (zh) * | 2013-08-12 | 2014-01-08 | 浙江工商职业技术学院 | 一种高效数控稳压电源 |
CN105680739A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-06-15 | 武汉工程大学 | 一种高转速无刷直流电机无位置传感器控制器 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113783476A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-10 | 深圳市海浦蒙特科技有限公司 | 一种单相电机控制方法、装置及*** |
CN113783476B (zh) * | 2021-09-16 | 2024-04-05 | 深圳市海浦蒙特科技有限公司 | 一种单相电机控制方法、装置及*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106208898B (zh) | 2019-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103683982B (zh) | 一种宽范围交流电压输入的Buck结构稳压电源 | |
CN202998534U (zh) | 一种电磁场发生器电路结构 | |
CN204104158U (zh) | Igbt全桥逆变中频-超音频-高频感应加热电源 | |
CN204272011U (zh) | 一种太阳能光伏水泵控制*** | |
CN104135059A (zh) | 便携式多功能交流电源 | |
CN202085089U (zh) | 纯正弦波逆变器 | |
CN104935056A (zh) | 一种正弦波逆变便携移动电源 | |
CN106208898B (zh) | 一种基于高压变频的单相交流电机电路 | |
CN205406426U (zh) | 一种微型断路器电动操作机构的待机功耗控制电路 | |
CN206180663U (zh) | 一种电动汽车充电站 | |
CN202513591U (zh) | 一种基于住宅家用的光伏并网逆变发电*** | |
CN206117270U (zh) | 基于6752/6754芯片的数控动态输出充电机 | |
CN201577045U (zh) | 一种风光互补控制逆变器 | |
CN102554441A (zh) | 中频逆变电阻电焊机焊接电源的恒流控制装置及其控制方法 | |
CN205647286U (zh) | 一种正弦波逆变电源 | |
CN203964615U (zh) | 回收余热的烘干设备 | |
CN205160399U (zh) | 用于电梯抱闸线圈的电源装置 | |
CN105089965B (zh) | 一种交流光伏水泵***及其控制方法 | |
CN204119562U (zh) | Igbt半桥逆变中频-超音频-高频感应加热电源 | |
CN204156550U (zh) | 便携式多功能交流电源 | |
TWI478477B (zh) | 三埠單相單級換流器及其操作方法 | |
CN204858628U (zh) | 一种正弦波逆变便携移动电源 | |
CN205490289U (zh) | 一种高压绕线电机转子侧调速装置 | |
CN102624031A (zh) | 风力发电机并网逆变控制装置 | |
CN103973140B (zh) | 同步整流驱动电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 12 Gangqiao Branch Road, Jiangbei District, Chongqing, 400020, China, 3-2 Patentee after: Chongqing Bianfu Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No. 12 Gangqiao Branch Road, Jiangbei District, Chongqing, 400020, China, 3-2 Patentee before: CHONGQING BIAN FU TECHNOLOGY CO.,LTD. Country or region before: China |
|
CP03 | Change of name, title or address |