变频器制造技术

本实用新型专利技术涉及电力电子技术领域，具体涉及一种变频器，在变频器上电且待继电器吸合后，单片机使各相IGBT单元的IGBT下桥Q2依次导通时间t，或使各相IGBT单元的IGBT下Q2桥或IGBT上桥Q1同时导通时间t，0＜t＜10μs，各相电流传感器HL1检测各相IGBT单元的输出电流并传输给单片机，单片机判断变频器中电机是否发生接地故障，本实用新型专利技术的变频器，其电路结构简单，能高效精准的判断出电机是否发生短路故障，且不对变频器的IGBT电路造成损坏。

Frequency converter

【技术实现步骤摘要】
变频器
本技术涉及电力电子
，具体涉及一种变频器。
技术介绍
变频器是将工频电源(50Hz/60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的关键设备。变频器可降低电力线路电压波动，减少对电网的冲击，避免了峰谷差值过大问题，还可控制电机的启动电流，降低了电机的维护成本；随着变频器技术的越发成熟，可靠的保护功能成为变频器的核心竞争力。目前市场上变频器的电机接地故障保护是变频器运行后(变频器的运行过程中)通过对三相电流检测判断是否过流进行保护的。这就存在了一个问题：在变频器运行后检测电流即使实现了电机接地故障保护，对IGBT的损害还是比较大，次数多了会造成IGBT失效，甚至存在保护不及时直接损坏IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的情况。而且现有的小功率变频器并不设有接地故障保护。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种变频器，其电路结构简单，能高效精准的判断出电机是否发生短路故障，且不对变频器的IGBT电路造成损坏。为实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种变频器，包括IGBT电路、充电电阻以及与充电电阻并联的继电器，IGBT电路包括U相IGBT单元、V相IGBT单元和W相IGBT单元，每相IGBT单元均包括IGBT上桥Q1和IGBT下桥Q2，U相IGBT单元、V相IGBT单元和W相IGBT单元分别与电机的U相的线圈绕组、V相的线圈绕组和W相的线圈绕组相连；每个所述IGBT上桥Q1的栅极G均与一个光耦PC1的输出端相连，每个IGBT下桥Q2的栅极G均与一个光耦PC2的输出端相连，光耦PC1和光耦PC2的输入端均与单片机的输出端相连，U相IGBT单元、V相IGBT单元、W相IGBT单元的IGBT上桥Q1和IGBT下桥Q2之间的节点各通过一个电流传感器HL1与电机的U相的线圈绕组、V相的线圈绕组、W相的线圈绕组相连，电流传感器HL1与单片机相连；所述变频器上电且待继电器吸合后：所述单片机依次使U相IGBT单元的IGBT上桥Q1、V相IGBT单元的IGBT上桥Q1和W相IGBT单元的IGBT上桥Q1导通时间t，0＜t＜10μs，各相的电流传感器HL1分别获取U相IGBT单元、V相IGBT单元和W相IGBT单元的输出电流，单片机并依据各相的输出电流，分别判断电机的U相的线圈绕组、V相的线圈绕组和W相的线圈绕组是否发生接地短路故障；或者，所述单片机同时使U相IGBT单元的IGBT上桥Q1、V相IGBT单元的IGBT上桥Q1和W相IGBT单元的IGBT上桥Q1导通时间t，0＜t＜10μs，在时间t内，各相的电流传感器HL1分别获取U相IGBT单元、V相IGBT单元和W相IGBT单元的输出电流，单片机依据各相的输出电流，判断电机是否发生接地短路故障；或者，所述单片机同时使U相IGBT单元的IGBT下桥Q2、V相IGBT单元的IGBT下桥Q2和W相IGBT单元的IGBT下桥Q2导通时间t，0＜t＜10μs，在时间t内，各相的电流传感器HL1分别获取U相IGBT单元、V相IGBT单元和W相IGBT单元的输出电流，单片机依据各相的输出电流，判断电机是否发生接地短路故障。优选的，所述单片机包括输出端DV+和输出端DV-，光耦PC1的发光二极管的阳极、阴极分别与输出端DV+和输出端DV-相连，光耦PC2的发光二极管的阳极、阴极分别与输出端DV-和输出端DV+相连。优选的，所述变频器上电后，单片机通过输出端DV+、输出端DV-分别输出低电平，待继电器吸合后：所述单片机通过输出端DV+输出高电平且通过输出端DV-输出低电平，则光耦PC1导通，使IGBT上桥Q1导通；所述单片机通过输出端DV+输出低电平且通过输出端DV-输出高电平，则光耦PC2导通，使IGBT下桥Q2导通。优选的，每个所述IGBT上桥Q1的栅极G通过一个电阻R1与一个光耦PC1的输出端相连，每个IGBT上桥Q1的栅极G通过一个电阻R2与该IGBT上桥的发射极E相连，每个IGBT下桥Q2的栅极G通过一个电阻R3与一个光耦PC2的输出端相连，每个IGBT下桥Q2的栅极G通过一个电阻R4与该IGBT下桥的发射极E相连；同一IGBT单元的IGBT上桥Q1的发射极E与IGBT下桥Q2的集电极C相连。优选的，所述电流传感器HL1分别通过电容C1、电容C2接地。优选的，所述单片机包括输出端DV+、输出端DV-和I/O端；每个光耦PC1的发光二极管的阳极、阴极分别与输出端DV+、输出端DV-相连，每个光耦PC1的第8脚均与VP+15V电源相连，每个光耦PC1的第5脚均与VP-10V电源相连，每个光耦PC1的第6脚和第7脚相连且通过一个电阻R1与一个IGBT上桥Q1的栅极G相连；每个光耦PC2的发光二极管的阳极、阴极分别与输出端DV-、输出端DV+相连，每个光耦PC2的第8脚均与VP+15V电源相连，每个光耦PC2的第5脚均与VP-10V电源相连，每个光耦PC2的第6脚和第7脚相连且通过一个电阻R3与一个IGBT下桥Q2的栅极G相连；每个IGBT上桥Q1的发射极E均通过一个电阻R2与该IGBT上桥Q1的栅极G相连，每个IGBT上桥Q1的发射极E均与接地VPGND相连，每个IGBT上桥Q1的集电极C均与变频器主电路的正极相连；每个IGBT下桥Q2的发射极E均通过一个电阻R4与该IGBT下桥Q2的栅极G相连，每个IGBT下桥Q2的发射极E均与接地VDGND相连，每个IGBT下桥Q2的发射极E均与变频器主电路的负极相连；同一IGBT单元的IGBT上桥Q1的发射极E与IGBT下桥Q21的集电极C相连，且同一IGBT单元的IGBT上桥Q1和IGBT下桥Q2的节点与一个电流传感器HL1的第6脚相连，每个电流传感器HL1的第5脚与电机相连，每个电流传感器HL1的第1脚通过电容C1接地且与-15V电源相连，每个电流传感器HL1的第3脚通过电容C2接地且与+15V电源相连，每个电流传感器HL1的第4脚与单片机的I/O端相连，每个电流传感器HL1的第2脚接地。优选的，还包括与单片机相连的接地故障报警结构，单片机检测到电机的接地短路故障时，接地故障报警结构发出报警信号；所述变频器还包括接地故障保护装置，单片机检测到电机的接地短路故障时，触发接地故障保护装置，切断电路。本技术的变频器，其电路结构简单，判断过程高效，在变频器上电且继电器吸合后，通过单片机控制各相IGBT单元的IGBT上桥Q1依次导通时间t，或控制各相IGBT单元的IGBT上桥Q1同时导通时间t，或控制各相IGBT单元的IGBT下桥Q2同时导通时间t，且0＜t＜10μs，并通过与各相IGBT单元串联的电流传感器HL1测得各相IGBT单元的输出电流，由单片机依据各相IGBT单元的输出电流判断电机是否存在接地故障，由于各相IGBT单元导通时间t被严格控制在10μs以内，即使电机存在短路故障，由于各相IGBT单元被导通的时间t很短，因此并不会对各相IGBT单元造成损坏，有利于延长变频器的使用寿命，而且单片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变频器，包括IGBT电路、充电电阻以及与充电电阻并联的继电器，IGBT电路包括U相IGBT单元、V相IGBT单元和W相IGBT单元，每相IGBT单元均包括IGBT上桥Q1和IGBT下桥Q2，U相IGBT单元、V相IGBT单元和W相IGBT单元分别与电机的U相的线圈绕组、V相的线圈绕组和W相的线圈绕组相连；其特征在于：每个所述IGBT上桥Q1的栅极G均与一个光耦PC1的输出端相连，每个IGBT下桥Q2的栅极G均与一个光耦PC2的输出端相连，光耦PC1和光耦PC2的输入端均与单片机的输出端相连，U相IGBT单元、V相IGBT单元、W相IGBT单元的IGBT上桥Q1和IGBT下桥Q2之间的节点各通过一个电流传感器HL1与电机的U相的线圈绕组、V相的线圈绕组、W相的线圈绕组相连，电流传感器HL1与单片机相连；/n所述变频器上电且待继电器吸合后：/n所述单片机依次使U相IGBT单元的IGBT上桥Q1、V相IGBT单元的IGBT上桥Q1和W相IGBT单元的IGBT上桥Q1导通时间t，0＜t＜10μs，各相的电流传感器HL1分别获取U相IGBT单元、V相IGBT单元和W相IGBT单元的输出电流，单片机并依据各相的输出电流，分别判断电机的U相的线圈绕组、V相的线圈绕组和W相的线圈绕组是否发生接地短路故障；/n或者，所述单片机同时使U相IGBT单元的IGBT上桥Q1、V相IGBT单元的IGBT上桥Q1和W相IGBT单元的IGBT上桥Q1导通时间t，0＜t＜10μs，在时间t内，各相的电流传感器HL1分别获取U相IGBT单元、V相IGBT单元和W相IGBT单元的输出电流，单片机依据各相的输出电流，判断电机是否发生接地短路故障；/n或者，所述单片机同时使U相IGBT单元的IGBT下桥Q2、V相IGBT单元的IGBT下桥Q2和W相IGBT单元的IGBT下桥Q2导通时间t，0＜t＜10μs，在时间t内，各相的电流传感器HL1分别获取U相IGBT单元、V相IGBT单元和W相IGBT单元的输出电流，单片机依据各相的输出电流，判断电机是否发生接地短路故障。/n...

【技术特征摘要】
1.一种变频器，包括IGBT电路、充电电阻以及与充电电阻并联的继电器，IGBT电路包括U相IGBT单元、V相IGBT单元和W相IGBT单元，每相IGBT单元均包括IGBT上桥Q1和IGBT下桥Q2，U相IGBT单元、V相IGBT单元和W相IGBT单元分别与电机的U相的线圈绕组、V相的线圈绕组和W相的线圈绕组相连；其特征在于：每个所述IGBT上桥Q1的栅极G均与一个光耦PC1的输出端相连，每个IGBT下桥Q2的栅极G均与一个光耦PC2的输出端相连，光耦PC1和光耦PC2的输入端均与单片机的输出端相连，U相IGBT单元、V相IGBT单元、W相IGBT单元的IGBT上桥Q1和IGBT下桥Q2之间的节点各通过一个电流传感器HL1与电机的U相的线圈绕组、V相的线圈绕组、W相的线圈绕组相连，电流传感器HL1与单片机相连；
所述变频器上电且待继电器吸合后：
所述单片机依次使U相IGBT单元的IGBT上桥Q1、V相IGBT单元的IGBT上桥Q1和W相IGBT单元的IGBT上桥Q1导通时间t，0＜t＜10μs，各相的电流传感器HL1分别获取U相IGBT单元、V相IGBT单元和W相IGBT单元的输出电流，单片机并依据各相的输出电流，分别判断电机的U相的线圈绕组、V相的线圈绕组和W相的线圈绕组是否发生接地短路故障；
或者，所述单片机同时使U相IGBT单元的IGBT上桥Q1、V相IGBT单元的IGBT上桥Q1和W相IGBT单元的IGBT上桥Q1导通时间t，0＜t＜10μs，在时间t内，各相的电流传感器HL1分别获取U相IGBT单元、V相IGBT单元和W相IGBT单元的输出电流，单片机依据各相的输出电流，判断电机是否发生接地短路故障；
或者，所述单片机同时使U相IGBT单元的IGBT下桥Q2、V相IGBT单元的IGBT下桥Q2和W相IGBT单元的IGBT下桥Q2导通时间t，0＜t＜10μs，在时间t内，各相的电流传感器HL1分别获取U相IGBT单元、V相IGBT单元和W相IGBT单元的输出电流，单片机依据各相的输出电流，判断电机是否发生接地短路故障。


2.根据权利要求1所述的变频器，其特征在于：所述单片机包括输出端DV+和输出端DV-，光耦PC1的发光二极管的阳极、阴极分别与输出端DV+和输出端DV-相连，光耦PC2的发光二极管的阳极、阴极分别与输出端DV-和输出端DV+相连。


3.根据权利要求2所述的变频器，其特征在于：所述变频器上电后，单片机通过输出端DV+、输出端DV-分别输出低电平，待继电器吸合后：
所述单片机通过输出端DV+输出高电平且通过输出端DV-输出低电平，则光耦PC1导通，使IGBT上桥Q1导通；
所述单片机通过输出端DV+输出低电平且通过输出端DV...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟孟，董海亮，
申请(专利权)人：浙江正泰电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33