智能变频模块制造技术

本发明专利技术涉及一种智能变频模块，由壳体、控制电路、控制面板、主电路、通讯接口、密封充填物组成。主电路封装在模块底部，控制电路将所有电路集成封装在模块中部，控制面板在模块的上部，三部分通过专用的接插件连接，封装在一个壳体上。控制面板制成嵌入式结构，可嵌入模块主体成一体使用。本发明专利技术采用模块化集成设计技术，将变频及逆变器的主体部分的全部元器件封装在一个模块内，软件系统嵌入到模块的单片机中，实现了装置模块化、模块智能化、封装一体化的目的。用于电动机的变频调速和电源的变换场合，具有体积小、重量轻、安装使用方便，耐蚀防震性能好，成本低、寿命长、可靠性高的特点。

【技术实现步骤摘要】
智能变频模块
本专利技术涉及一种交流电动机变频调速装置和逆变电源装置，具体的说是一种智能变频模块。
技术介绍
我们知道，电动机在国民经济各行业中应用非常广泛，目前我国电动机总装机容量4亿多千瓦，其年用电量约为15000亿千瓦时，约占当年全国总发电量21870亿千瓦时的65-70％。其中大多数电动机长时间处于轻载运行状态。特别是装机容量占总装机容量一半以上的风机、泵类负载的电动机，其中70％采用风挡或阀门调节流量，运行状态很差。这些电动机用电量占全国用电量的31％，占工业用电量的50％。因此，为节省能源，我国在第十到第十一个“五年计划”的节能计划中，把“电机系统节能”列为重点项目，发展电机调速节电和电力电子节电技术，逐步实现电动机、风机、泵类设备和系统的经济运行，计划到2010年，电机系统节能12％-15％，每年节约电能1000亿千瓦时，相当于建成后的三峡工程两年的年发电量。所以，应用变频技术对现有风机、泵类负载进行技术改造意义重大。目前，随着科学技术的飞速发展，功率半导体技术的日趋成熟，变频技术的应用得到了快速的发展，不但应用于在风机、水泵类负载，而且在轧机、转炉、辊道、锻烧炉、吊车、翻斗车、卷扬机、拉丝机、给料机、搅拌机、粉碎机、纺丝机、抽油机、冷冻机等工业机械里大量使用，更为重要的是已广泛的应用到电冰箱、空调等家用电器中。逆变电源装置是目前常用的一种电源变换装置，通常用于直一交流的电源变换和交一交流的电压变换，用途广泛。但目前的变频、逆变技术的实施都是以箱柜方式的装置实现的，由单片机控制单元、输入输出及显示单元、激励驱动单元、传感保护单元和功率半导体开关单元等多单元组件式结构组成。体积笨重、接线复杂，安装使用不方便，不利于可靠性的提高，不适用于粉尘、潮湿、腐蚀、易燃、易爆等场合。特殊设计的产品成本较高，不利于推广使用。-->
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种构造简单，体积小，重量轻，安装使用方便，耐蚀防尘，成本低，寿命长、可靠性高的智能变频模块。其可实现控制智能化、封装固体化、结构模块化的设计思路。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是：一种智能变频模块，其主要包括壳体、控制电路、控制面板、主电路、接口、密封填充物，其特征是：控制电路包括有微处理器、模数转换电路及存储电路、驱动电路、传感保护电路、反馈电路、通讯口，控制面板包括有键盘、显示、调控旋钮和通讯接口，主电路包括有连接电极、DBC电子陶瓷片、基板、IGBT芯片组件，主电路封装在模块底部，IGBT芯片组件通过DBC电子陶瓷片与基极焊接在一起，控制电路将上述电路集成封装在模块中部，控制面板在模块的上部，三部分通过专用的接插件连接，封装在壳体中，壳体空腔由绝缘密封硅胶和环氧树脂填充物填充。本专利技术控制面板制成嵌入式结构，可嵌入模块主体成一体使用，也可移出单独使用，与主体的连接通过电缆完成。本专利技术由于采用模块化集成设计技术，将变频器的主体部分的全部元器件封装在一个模块内，实现了装置模块化、模块智能化、封装一体化的目的。由封装在模块内部的微型计算机按预先设定的程序，根据传感电路反馈信号，按正弦脉宽调制型式(SPWM)控制输出电压、频率的变化来拖动负载，并具有信号数据自动采集处理、过程自动控制、自我诊断、自我调节、自我保护功能。对照现有技术，本专利技术体积小、重量轻、安装使用方便，耐蚀防震性能好，成本低、寿命长、可靠性高。是集功率半导体模块应用技术、计算机智能控制技术和先进的传感检测技术于一体的智能变频模块。附图说明下面结合附图对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术图1的俯视图-->图3是本专利技术的电路组成原理框图。图中1、壳体，2、控制面板，3、控制电路，4、主电路，5、密封填充物，6、功能键，7、显示板，8、输入接口，9、连接电极，10、IGBT组件，11、DBC陶瓷片，12、基板，13、微处理器，14、转换电路，15、存储器，16、PWM驱动，17、传感保护电路，18、反馈电路，19、通讯口。具体实施方式从图1、图2中可以看出，一种智能变频模块，其主要包括壳体1、控制面板2、控制电路3、主电路4、密封填充物5。控制面板2包括有功能键6、显示板7、输入接口8，其可以嵌入在壳体1的上面，也可与壳体1分离使用。从图1、图3中可以看出，控制电路3包括微处理器13、转换电路14、存储器15、PWM驱动16、传感保护电路17、反馈电路18、通讯口19等。上述模块内各电路的工作原理同于通用变频器的工作原理，属已有技术，此不详述。上述组成以表面安装方式集中在一块PCB板上，安装在壳体1的中部。本专利技术主电路4包括连接电极9、IGBT组件10、DBC陶瓷片11、基板12，封装在壳体1内的下部，IGBT组件10上与连接电极9连接，下通过DBC陶瓷片11与基板12焊接在一起。DBC电子陶瓷片11起到电绝缘和热传导的作用。壳体1内部空腔由密封填充物5填充。控制面板2由内藏的电缆与控制电路3连接，控制电路3通过专用的接插件与主电路4连接。连接电极9用于模块和电源及负载之间的电连接，基板12主要用于主电路的承载和与外接散热器的连接，通讯口19用于与外界计算机管理系统的通讯联系。功能键6用于微处理器13内的程序调用、参数输入和功能调节。显示板7用于显示输入输出的参数值、模块及负载的工作状态等。本专利技术壳体1由上下两部分组成，上部用于嵌入控制面板2和封装控制电路3，下部用于主电路4的封装，上下两部分的电连接由专用的接插件连接，机械联接由其所带的子母卡口和内藏的螺丝固定。本专利技术模块的功能主要由嵌入模块的软件决定。软件可以是变频控制单片机的专用软件。本专利技术有如下特点：-->1、将具有一定功能的装置(如变频器)集成封装成一个模块，优良的拓扑结构设计，实现了装置模块化、体积小型化的目的。根据电子积木式模块结构的设计构思，应用CAD优化设计技术，先将变频器装置进行优化设计成若干单元的模块，再根据功率半导体集成电路设计原理将这些单元集成设计在一起，包含了大型元器件的结构微型化、微电子化设计和IGBT等功率半导体开关组件的优化拓扑结构设计，信号传感的光电、磁电转换技术等。2、在模块中引入单片机控制概念，应用嵌入式软件，实现了模块智能化的目的。3、在大功率，多规格芯片组的高质量焊接技术上，实施先进的“ZKH+H”芯片焊接技术和超声波显微扫描无损检测技术。可使产品的质量、生产效率大大提升。计算机控制超声波显微扫描无损焊接缺陷检测技术可在生产现场直观、快速的检查焊接及封装质量，可明显的提高检测的精确度和速度，适用于批量生产的高质量检验。对于出现问题的产品可快速、准确的诊断出问题的所在，快速改进产品设计和工艺上的缺陷。4、嵌入式的控制面板结构设计，可嵌入模块主体成一体使用，也可移出单独使用，与主体的连接通过电缆完成，使模块即可单独使用，也可植入柜体中和其它控制单元联机使用。5、模块的结构设计不但要考虑性能优良，还要着重考虑通用性。该模块的结构设计在于壳体1的上下两部分组合结构设计，上部用于嵌入控制面板2和封装控制电路3，下部用于主电路4的封装，上部壳体与封装不同功率主电路的下部壳体组合，可获得不同功率的模块，利于专业化批量生产。避免了由于电子装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能变频模块，其主要包括壳体、控制电路、控制面板、主电路、接口、密封填充物，其特征是：控制电路包括有微处理器、模数转换电路及存储电路、驱动电路、传感保护电路、反馈电路、通讯口，控制面板包括有键盘、显示、调控旋钮和通讯接口，主电路包括有连接电极、ＤＢＣ电子陶瓷片、基板、ＩＧＢＴ芯片组件，主电路封装在模块底部，ＩＧＢＴ芯片组件通过ＤＢＣ电子陶瓷片与基板焊接在一起，控制电路将上述电路集成封装在模块中部，控制面板在模块的上部，三部分通过专用的接插件连接，封装在壳体中，壳体空腔由绝缘密封硅胶和环氧树脂填充物填充。

【技术特征摘要】
1.一种智能变频模块，其主要包括壳体、控制电路、控制面板、主电路、接口、密封填充物，其特征是：控制电路包括有微处理器、模数转换电路及存储电路、驱动电路、传感保护电路、反馈电路、通讯口，控制面板包括有键盘、显示、调控旋钮和通讯接口，主电路包括有连接电极、DBC电子陶瓷片、基板、IGBT芯片组件，主电路封装在模块底部，IGBT芯片组件通过DBC电子陶瓷片与基板焊接...

【专利技术属性】
技术研发人员：乜连波，
申请(专利权)人：乜连波，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]