通用變頻器的硬件電路設計

1、1通用變頻器的硬件電路設計1.1通用變頻器的總體設計本設計的系統以TI公司的TMS320LF2407A為控制核心，由主電路、系統保護電路和控制電路組成，其總體設計圖如圖3.1所示。M限流啟動電壓檢測泵升控制過壓欠壓保護IPM故障保護驅動電路光耦隔離頻率輸入中央處理器DSPIO接口IO接口故障保護PWMIPMR1C1C2R2R3Rb220V~圖1.1基于DSP的通用變頻調速系統總體設計圖其中主電路部分由整流電路、濾波電路、逆變電路(IPM

2、)和IPM驅動電路與吸收電路組成。其工作原理是把單相交流電壓通過不可控整流模塊變?yōu)橹绷麟妷?，整流后的脈動電壓再經過大電容C1，C2平滑后成為穩(wěn)定的直流電壓。IPM逆變電路對該直流電壓進行斬波，形成電壓和頻率均可調的三相交流電，提供給電機。主電路原理圖脈沖電壓序列。由于功率器件開關頻率過高，會產生電壓尖脈沖，因此需要吸收電路來消除該尖峰。圖中C5為C型吸收電路，R6到R11和C6到C11組成RC型吸收電路。發(fā)光二極管DS1用來顯示濾波電容

3、兩端的電量。下面詳細介紹各個部分電路及元件參數。(被控電動機參數為：△聯接，額定功率為PN=60W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=0.28A，額定頻率fN=50Hz，額定轉速nN=1400rmin。)1.2.1整流電路整流電路由4個整流二極管組成單相不可控整流橋，它們將電源的單相交流全波整流成直流。整流電路因變頻器輸出功率大小不同而異。小功率的，輸入電源多用220V，整流電路為單相全波整流橋；大功率的，一般用三相380V電源，整

4、流電路為三相橋式全波整流電路。本設計采用的是單相整流橋。整流二極管的計算，通過二極管的峰值電流：IM=IN==A(1.1)2222?28.079.0流過二極管電流的有效值：(1.2)AItdIImD56.021)(36011800m2?????二極管電流定額：In=(2~3)Id=1.12~1.68A(1.3)考慮濾波電容的充電電流影響，要有更大的電流裕量，選用In=10A。整流二極管的電壓定額：Un=Um==(1.4))3~2(220

5、2)3~2(??)(933~622V選用Un=1000V。根據上面計算的電壓和電流以及市場價格和供貨情況，實際選用的單相整流橋為10A，1000V。1.2.2濾波電路在整流電路中輸出電壓是脈動的，另外，在逆變部分產生的脈動電流和負載變化也使得直流電壓產生脈動，為了將其中的交流成分盡可能的濾除掉，使之變成平滑的直流電，必須在其后加上一個低通濾波電路。這里采用常用的電容濾波電路，在整流輸出端并入大電容，整流輸出直流電壓含有很多偶次諧波，頻率