一种三相交流电机的变频控制电路及控制方法技术

本发明专利技术公开一种三相交流电机的变频控制电路及控制方法，其中包括电源模块、控制模块、驱动模块、采样模块及逆变模块，电源模块将交流电源通过整流转换为直流电源；控制模块的数字处理芯片控制三相交流电机的三相脉宽调制信号，以方波信号形式输出；驱动模块通过驱动芯片将方波信号隔离放大，以输出触发脉冲信号；采样模块采集触发脉冲信号并输出；逆变模块根据触发脉冲信号控制绝缘栅双极型晶体管组中的每一绝缘栅双极型晶体管的开通与关断，每两个绝缘栅双极型晶体管的集电极与发射极之间对应连接三相交流电机的每一相输入端，以驱动控制三相交流电机。有益效果：各相独立工作，电路简单可靠，能实现闭环控制，控制精度高，定位准确。

A Frequency Conversion Control Circuit and Control Method for Three-phase AC Motor

The invention discloses a frequency conversion control circuit and control method of three-phase AC motor, which includes power supply module, control module, driving module, sampling module and inverting module. The power supply module converts AC power supply into DC power supply through rectification; the digital processing chip of control module controls three-phase pulse width modulation signal of three-phase AC motor, and drives it in the form of square wave signal. The moving module isolates and amplifies the square wave signal by driving chip to output trigger pulse signal; the sampling module collects trigger pulse signal and outputs it; the inverting module controls the opening and closing of each insulated gate bipolar transistor in the insulated gate bipolar transistor group according to the trigger pulse signal, and the corresponding connection between the collector and emitter of each two insulated gate bipolar transistors is three. Each phase input terminal of the AC motor drives and controls the three-phase AC motor. Beneficial effect: Each phase works independently, the circuit is simple and reliable, can realize closed-loop control, high control accuracy, accurate positioning.

【技术实现步骤摘要】
一种三相交流电机的变频控制电路及控制方法
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种三相交流电机的变频控制电路及控制方法。
技术介绍
随着自动控制系统与计算装置的不断发展，在普通旋转电机的基础上产生出多种具有特殊性能的电机，它们在自动控制系统和计算装置中分别作为执行元件、检测元件和解算元件，这类电机统称为控制电机。与普通旋转电机不一样，普通旋转电机着重于起动和运行状态能力指标的要求，而控制电机则着重于特性的高精度和快速响应能力。控制电机已成为现代工业自动化系统、现代科学技术和现代军事装备中必不可少的重要元件，广泛用于火炮和雷达的自动定位、舰船方向舵的自动操纵、飞机的自动驾驶、遥远目标位置的显示、机床加工过程的自动控制和自动显示以及计算机、自动记录仪表、医疗设备、录音、录像、摄像等方面的控制系统。近几年来，随着电子技术的快速发展，尤其是电子元器件的高度集成化和大规模批量生产，将电子技术与电机技术结合成为机电一体化的新型电机及其控制技术在各行业得到了越来越广泛的运用，控制电机在自动化工业中越来越重要。它们主要是：伺服电机及其控制技术；交流变频电机及其变频逆变驱动控制技术；永磁无刷直流电机及其电子驱动技术。这一新兴技术正在改变着整个工业驱动的面貌。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种三相交流电机的变频控制电路及控制方法。具体技术方案如下：一种三相交流电机的变频控制电路，其中包括：一电源模块，所述电源模块将交流电源通过整流转换为直流电源；一控制模块，所述控制模块的电源端连接所述电源模块的输出端，所述控制模块包括一数字处理芯片，所述数字处理芯片用以控制所述三相交流电机的三相脉宽调制信号，以方波信号形式输出；一驱动模块，所述驱动模块的输入端连接所述控制模块的输出端，所述驱动模块通过一驱动芯片将所述方波信号隔离放大，以输出一触发脉冲信号；一采样模块，所述采样模块的输入端连接所述驱动模块的输出端，所述采样模块用以采集所述触发脉冲信号并输出；一逆变模块，所述逆变模块的输入端连接所述采样模块的输出端；所述逆变模块包括一绝缘栅双极型晶体管组，所述逆变模块根据所述触发脉冲信号控制所述绝缘栅双极型晶体管组中的每一绝缘栅双极型晶体管的开通与关断，每两个所述绝缘栅双极型晶体管的集电极与发射极之间对应连接所述三相交流电机的每一相输入端，以驱动控制所述三相交流电机。优选的，所述采样模块包括一水泥电阻，所述水泥电阻用以采集所述触发脉冲信号。优选的，所述绝缘栅双极型晶体管组包括六个所述绝缘栅双极型晶体管；所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极连接至所述水泥电阻；所述第二绝缘栅双极型晶体管的发射极连接至所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极；所述第三绝缘栅双极型晶体管的发射极连接至所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极；所述第四绝缘栅双极型晶体管的发射极连接至所述第三绝缘栅双极型晶体管的集电极，所述第四绝缘栅双极型晶体管的集电极连接所述第二绝缘栅双极型晶体管的集电极；所述第五绝缘栅双极型晶体管的发射极连接至所述第三绝缘栅双极型晶体管的发射极；所述第六绝缘栅双极型晶体管的发射极连接至所述第五绝缘栅双极型晶体管的集电极，所述第六绝缘栅双极型晶体管的集电极连接所述第四绝缘栅双极型晶体管的集电极。优选的，所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极与所述第二绝缘栅双极型晶体管的发射极之间连接所述三相交流电机的第一相输入端；所述第三绝缘栅双极型晶体管的集电极与所述第四绝缘栅双极型晶体管的发射极之间连接所述三相交流电机的第二相输入端；所述第三绝缘栅双极型晶体管的集电极与所述第四绝缘栅双极型晶体管的发射极之间连接所述三相交流电机的第三相输入端。优选的，所述逆变模块还包括一滤波电路，所述滤波电路包括：一第一电容，连接于所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述第二绝缘栅双极型晶体管的集电极之间；一第二电容，连接于所述第三绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述第四绝缘栅双极型晶体管的集电极之间；一第三电容，连接于所述第五绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述第六绝缘栅双极型晶体管的集电极之间。优选的，所述控制模块包括一过压保护电路；和/或所述控制模块包括一欠压保护电路；和/或所述控制模块包括一过流保护电路；和/或所述控制模块包括一短路保护电路。优选的，所述数字处理芯片通过一开关电源供电。优选的，所述逆变模块还包括一保护电路，所述保护电路用以保护所述绝缘栅双极型晶体管组不受过电流冲击。一种三相交流电机的变频控制方法，其中，用于上述三相交流电机的变频控制电路，所述变频控制方法包括如下步骤：步骤S1、采用一电源模块将单相的交流电源通过整流，以转换输出直流电源；步骤S2、采用一控制模块的数字处理芯片，控制所述三相交流电机的三相脉宽调制信号，以方波信号形式输出；步骤S3、采用一驱动模块通过一驱动芯片将所述方波信号隔离放大，以输出一触发脉冲信号；步骤S4、采用一采样模块采集所述触发脉冲信号并输出；步骤S5、采用一逆变模块根据所述触发脉冲信号控制绝缘栅双极型晶体管组中的每一绝缘栅双极型晶体管的开通与关断，每两个所述绝缘栅双极型晶体管的集电极与发射极之间对应连接所述三相交流电机的每一相输入端，以驱动控制所述三相交流电机。本专利技术的技术方案有益效果在于：提供一种三相交流电机的变频控制电路及控制方法，各相独立工作，实现控制技术与软硬件技术的协调统一，可通过预设控制程序满足电路控制要求，电路简单可靠，能实现闭环控制，控制精度高，定位准确，并且可以通过三相交流电机的三相脉宽调制信号的波型调整实现功率器件的热应力自适应控制，使电力电子驱动装置在变化的环境中始终工作在安全范围内。附图说明参考所附附图，以更加充分的描述本专利技术的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本专利技术范围的限制。图1为本专利技术的实施例的三相交流电机的变频控制电路的原理框图；图2为本专利技术的实施例的三相交流电机的变频控制电路的电路图；图3为本专利技术的实施例的三相交流电机的变频控制电路的驱动模块的电路图；图4为本专利技术的实施例的逆变模块的电路图；图5为本专利技术的实施例的三相交流电机的变频控制方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。本专利技术包括一种三相交流电机的变频控制电路，其中包括：一电源模块1，电源模块1将交流电源通过整流转换为直流电源；一控制模块2，控制模块2的电源端连接电源模块1的输出端，控制模块2包括一数字处理芯片IC1，数字处理芯片IC1用以控制三相交流电机的三相脉宽调制信号，以方波信号形式输出；一驱动模块3，驱动模块3的输入端连接控制模块2的输出端，驱动模块3通过一驱动芯片IC2、IC3、IC4将方波信号隔离放大，以输出一触发脉冲信号；一采样模块4，采样模块4的输入端连接驱动模块3的输出端，采样模块4用以采集触发脉冲信号并输出；一逆变模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三相交流电机的变频控制电路，其特征在于，包括：一电源模块，所述电源模块将交流电源通过整流转换为直流电源；一控制模块，所述控制模块的电源端连接所述电源模块的输出端，所述控制模块包括一数字处理芯片，所述数字处理芯片用以控制所述三相交流电机的三相脉宽调制信号，以方波信号形式输出；一驱动模块，所述驱动模块的输入端连接所述控制模块的输出端，所述驱动模块通过一驱动芯片将所述方波信号隔离放大，以输出一触发脉冲信号；一采样模块，所述采样模块的输入端连接所述驱动模块的输出端，所述采样模块用以采集所述触发脉冲信号并输出；一逆变模块，所述逆变模块的输入端连接所述采样模块的输出端；所述逆变模块包括一绝缘栅双极型晶体管组，所述逆变模块根据所述触发脉冲信号控制所述绝缘栅双极型晶体管组中的每一绝缘栅双极型晶体管的开通与关断，每两个所述绝缘栅双极型晶体管的集电极与发射极之间对应连接所述三相交流电机的每一相输入端，以驱动控制所述三相交流电机。

【技术特征摘要】
1.一种三相交流电机的变频控制电路，其特征在于，包括：一电源模块，所述电源模块将交流电源通过整流转换为直流电源；一控制模块，所述控制模块的电源端连接所述电源模块的输出端，所述控制模块包括一数字处理芯片，所述数字处理芯片用以控制所述三相交流电机的三相脉宽调制信号，以方波信号形式输出；一驱动模块，所述驱动模块的输入端连接所述控制模块的输出端，所述驱动模块通过一驱动芯片将所述方波信号隔离放大，以输出一触发脉冲信号；一采样模块，所述采样模块的输入端连接所述驱动模块的输出端，所述采样模块用以采集所述触发脉冲信号并输出；一逆变模块，所述逆变模块的输入端连接所述采样模块的输出端；所述逆变模块包括一绝缘栅双极型晶体管组，所述逆变模块根据所述触发脉冲信号控制所述绝缘栅双极型晶体管组中的每一绝缘栅双极型晶体管的开通与关断，每两个所述绝缘栅双极型晶体管的集电极与发射极之间对应连接所述三相交流电机的每一相输入端，以驱动控制所述三相交流电机。2.根据权利要求1所述的三相交流电机的变频控制电路，其特征在于，所述采样模块包括一水泥电阻，所述水泥电阻用以采集所述触发脉冲信号。3.根据权利要求2所述的三相交流电机的变频控制电路，其特征在于，所述绝缘栅双极型晶体管组包括六个所述绝缘栅双极型晶体管；所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极连接至所述水泥电阻；所述第二绝缘栅双极型晶体管的发射极连接至所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极；所述第三绝缘栅双极型晶体管的发射极连接至所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极；所述第四绝缘栅双极型晶体管的发射极连接至所述第三绝缘栅双极型晶体管的集电极，所述第四绝缘栅双极型晶体管的集电极连接所述第二绝缘栅双极型晶体管的集电极；所述第五绝缘栅双极型晶体管的发射极连接至所述第三绝缘栅双极型晶体管的发射极；所述第六绝缘栅双极型晶体管的发射极连接至所述第五绝缘栅双极型晶体管的集电极，所述第六绝缘栅双极型晶体管的集电极连接所述第四绝缘栅双极型晶体管的集电极。4.根据权利要求3所述的三相交流电机的变频控制电路，其特征在于，所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极与所述第二绝缘栅双极型晶体管的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华余，何强志，夏玉龙，
申请(专利权)人：华润微电子重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50