低谐波全数字随机pwm技术高速控制变频装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种低谐波全数字随机PWM技术高速控制变频装置。它包括功率与控制单元、电动机、用户接口和用户电源，三相交流电源输入端与功率与控制单元相连，功率与控制单元分别与电动机、用户接口和用户电源相连；所述的功率与控制单元包括漏保空开接触器、变频器、直流电抗器、制动单元和制动电阻，漏保空开接触器与输入交流电抗器、输入交流滤波器相连，输入交流电抗器、输入交流滤波器均与变频器相连，变频器分别与直流电抗器、制动单元、制动电阻、输出交流电抗器和输入交流滤波器相连，制动单元和制动电阻相连。本实用新型工作可靠、维护简单、对电网无污染、节能效果明显实用性强、可对传统调速节能装置进行替代。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种变频装置，具体涉及低谐波全数字随机PWM技术高速控制变 频装置。 低谐波全数字随机PWM技术高速控制变频装置
【背景技术】
[0002] 随着自关断器件技术水平的不断提高，脉宽调制技术也日趋成熟，PWM交流变频调 速以其高效率、高功率因数、输出波形好、结构简单等优点，在井下风机、水泵、造纸机等设 备中得到了广泛应用。变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正 比的关系，通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的，目前市面上的PWM技 术高速控制变频装置基本都是采用空间矢量随机PWM，实现对电机的软启动和平滑调速，其 相应速度不够快，噪声大，对于平滑无极调速的调节精度不高。 实用新型内容
[0003] 有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种低谐波全数字随机PWM技术高 速控制变频装置，实现了工作可靠、维护简单、对电网无污染、节能效果明显实用性强、可对 传统调速节能装置进行替代。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型提供了低谐波全数字随机PWM技术高速控制变频装 置，包括功率与控制单元、电动机、用户接口和用户电源，三相交流电源输入端与功率与控 制单元相连，功率与控制单元分别与电动机、用户接口和用户电源相连；所述的功率与控 制单元包括漏保空开接触器、变频器、直流电抗器、制动单元和制动电阻，漏保空开接触器 与输入交流电抗器、输入交流滤波器相连，输入交流电抗器、输入交流滤波器均与变频器相 连，变频器分别与直流电抗器、制动单元、制动电阻、输出交流电抗器和输入交流滤波器相 连，制动单元和制动电阻相连。
[0005] 作为优选，所述的变频器还分别与用户接口 3和用户电源4相连。
[0006] 作为优选，所述的输出交流电抗器和输入交流滤波器19均与电动机2相连。
[0007] 本实用新型的有益效果：
[0008] 1、高速响应、低噪声、低谐波，大范围、高精度平滑无级调速；具有通用的外部接口 端子，可同计算机、PLC联机，便于实现自动控制；内设功能多，可满足不同工艺要求；软起 动、软停机，具有电流限定和转差补偿控制；电动机直接在线起动，起动转矩大，起动电流 小，减小对电网和设备的冲击，并具有转矩提升功能，节省软起动装置；
[0009] 2、功率因数高，节省电容补偿装置；与鼠笼式转子电动机结合，使调速系统维护更 加简单经济；保护功能完善，维护简便；体积小、重量轻，占地面积小。
[0010] 3、谐波含量低，全数字随机PWM控制电动机，谐波含量远低于国家标准要求及同 级其它变频器，转速控制精度高，全数字随机PWM控制的变频器静态精度> 99. 8 %，完全满 足风机、泵类负载的要求。
[0011] 4、控制方式灵活方便：可实现调速运行与全速运行的转换，开环运行与闭环运行 转换（或手动运行与自动运行的转换），就地控制与远方控制的转换。可方便实现与DCS系 统或其它计算机网络连接。
[0012] 5、双485通讯口，双485通讯口支持MODBUS协议，标准操作面板可实行远程控制 盒功能，最远600米，扩展卡：用户二次开发卡，塑机接口卡，PG反馈卡，空压机控制卡，通讯 适配器，电源监控卡，相序检测卡等；
[0013] 6、上电自测功能：实行对内部及外部的上电自检，如电机带有容性负载，电机接 地，+10V电源输出异常，模拟输出异常，断线等。
[0014] 以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说 明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016] 参照图1，本【具体实施方式】采用以下技术方案：低谐波全数字随机PWM技术高速控 制变频装置，包括功率与控制单元1、电动机2、用户接口 3和用户电源4,三相交流电源输入 端与功率与控制单元1相连，功率与控制单元1分别与电动机2、用户接口 3和用户电源4 相连；所述的功率与控制单元1包括漏保空开接触器11、变频器14、直流电抗器15、制动单 元16和制动电阻17,漏保空开接触器11与输入交流电抗器12、输入交流滤波器13相连， 输入交流电抗器12、输入交流滤波器13均与变频器14相连，变频器14分别与直流电抗器 15、制动单元16、制动电阻17、输出交流电抗器18和输入交流滤波器19相连，制动单元16 和制动电阻17相连。
[0017] 本【具体实施方式】中的用户接口 3包括模拟量10端子、继电器输出接口按键输入接 口、串行总线接口、开关量10端子、脉冲10端子、LED/IXD显示接口和现场总线；用户电源 4包括10V、24V等多种电源。
[0018] 上述功率与控制单元1采用的是现有控制模块，其现有控制模块有多种，现不加 以累赘。本实用新型通过现有模块连接组合，实现了工作可靠、维护简单、对电网无污染、节 能效果明显实用性强的低谐波全数字随机PWM技术高速控制变频装置、可对传统调速节能 装置进行替代。
[0019] 本【具体实施方式】的工作原理如下：
[0020] 随机PWM控制的基本原理是通过测量变频器输出电压波型和异步电动机定子电 流矢量，根据现有离散傅里计算公式和磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电压和转矩 电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。
[0021] 具体的做法是：将异步电动机在三相坐标系下的定子电流la、lb、Ic、通过三相? 二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Iallbl，再通过按转子磁场定向旋转变换， 等效成同步旋转坐标系下的直流电流Iml、Itl (Iml相当于直流电动机的励磁电流；Itl相 当于与转矩成正比的电枢电流），然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制 量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流 电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。
[0022] 通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换， 实现正交或解耦控制。
[0023] 本【具体实施方式】工作可靠、维护简单、对电网无污染、节能效果明显实用性强、可 对传统调速节能装置进行替代。
[0024] 以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人 员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领 域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实 验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【权利要求】
1. 低谐波全数字随机PWM技术高速控制变频装置，其特征在于，包括功率与控制单元 (1)、电动机（2)、用户接口（3)和用户电源（4)，三相交流电源输入端与功率与控制单元 ⑴相连，功率与控制单元⑴分别与电动机⑵、用户接口⑶和用户电源⑷相连；所述 的功率与控制单元（1)包括漏保空开接触器（11)、变频器（14)、直流电抗器（15)、制动单 元（16)和制动电阻（17)，漏保空开接触器（11)与输入交流电抗器（12)、输入交流滤波器 (13)相连，输入交流电抗器（12)、输入交流滤波器（13)均与变频器（14)相连，变频器（14) 分别与直流电抗器（15)、制动单元（16)、制动电阻（17)、输出交流电抗器（18)和输入交流 滤波器（19)相连，制动单元（16)和制动电阻（17)相连。
2. 根据权利要求1所述的低谐波全数字随机PWM技术高速控制变频装置，其特征在于， 所述的变频器（14)还分别与用户接口（3)和用户电源（4)相连。
3. 根据权利要求1所述的低谐波全数字随机PWM技术高速控制变频装置，其特征在于， 所述的输出交流电抗器（18)和输入交流滤波器（19)均与电动机（2)相连。
【文档编号】H02P27/04GK203883734SQ201420258355
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】冯富忠, 阙存峰 申请人:湖北鑫达电气有限公司