專利名稱：一種cw型電渦流測(cè)功機(jī)單管igbt大電流驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電渦流測(cè)功機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種cw型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電路。
技術(shù)背景電渦流測(cè)功機(jī)主機(jī)是利用電流產(chǎn)生電渦流進(jìn)而形成電磁力，給旋轉(zhuǎn) 機(jī)械施力的一種特殊裝置，它屬于大電流吸收裝置。因此，它的驅(qū)動(dòng)輸 出級(jí)一直采用如圖l所示的電路。這種電路幾乎普遍都采用可控硅作輸 出級(jí)，采用移相觸發(fā)的方式進(jìn)行勵(lì)磁電流控制。由于這種方式需要交流 同步信號(hào)，在電源受干擾的地方(有變頻器用電，有發(fā)電機(jī)發(fā)電，有電力 測(cè)功機(jī)在工作)同步信號(hào)就難免將交流電源的干擾引進(jìn)了輸出系統(tǒng)，造 成了無(wú)控制輸出或形成輸出不受控，多數(shù)情況下使系統(tǒng)輸出產(chǎn)生振蕩， 難以滿足電渦流測(cè)功機(jī)使用現(xiàn)場(chǎng)的要求。這種情況一直影響著電渦流測(cè) 功機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供的一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電 路，由PWM信號(hào)控制電渦流主機(jī)勵(lì)磁線圈上的供電電流，從而使電渦流 測(cè)功機(jī)產(chǎn)生電渦流；進(jìn)一步的目的是屏蔽對(duì)主機(jī)勵(lì)磁線圈供電的交流電 源及該驅(qū)動(dòng)電路中的干擾信號(hào)，避免對(duì)主機(jī)勵(lì)磁線圈產(chǎn)生影響，以提高 電渦流測(cè)功機(jī)的工作穩(wěn)定性、可靠性，以滿足電渦流測(cè)功機(jī)使用現(xiàn)場(chǎng)的要求。一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電路，其中該驅(qū)動(dòng)電 路包括整流模塊、PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁電流產(chǎn)生模塊，整流模塊輸入端連 接交流電源，其直流輸出端連接所述測(cè)功機(jī)主機(jī)線圈的一端，PWM信號(hào) 驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁電流產(chǎn)生模塊連接測(cè)功機(jī)主機(jī)線圈的另一端，其中，PWM信號(hào) 驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁電流產(chǎn)生模塊包括順次連接的信號(hào)隔離單元、功率放大單元和 勵(lì)磁電流產(chǎn)生單元。所述的一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電路，其中所述信號(hào)隔離單元包括一光電耦合器，功率放大單元包括功率放大器，勵(lì) 磁電流產(chǎn)生單元包括一IGBT功率管，其中，光電耦合器的輸入端用于接 收PWM信號(hào)，其輸出端連接功率放大器的輸入端，功率放大器的輸出端 與IGBT功率管的柵極連接，IGBT功率管的發(fā)射極接地，集電極連接主機(jī) 線圈的一端；主機(jī)線圈的另一端連接整流模塊直流輸出端的正極。所述的一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電路，其中該驅(qū)動(dòng)電路還包括保護(hù)電路模塊，該保護(hù)電路模塊包括一端接在整流模塊 直流輸出端正極、 一端接地的壓敏器件，還包括一正極連接IGBT功率管 的集電極、負(fù)極連接整流模塊直流輸出端正極的續(xù)流管，以及一假負(fù)載 電路，該假負(fù)載電路連接在整流模塊直流輸出端正極與地之間。所述的一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電路，其中所述的壓敏器件為壓敏電阻。所述的一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電路，其中所 述IGBT功率管采用型號(hào)為SGL160N80UFD。所述的一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電路，其中該驅(qū)動(dòng)電路還包括一用于對(duì)IGBT功率管散熱的風(fēng)扇，連接在交流電源上。 本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案將達(dá)到如下的技術(shù)效果 本實(shí)用新型提供的一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電 路，由于PWM信號(hào)電壓電源為直流電源，同時(shí)測(cè)功機(jī)主機(jī)線圈上的電源 是整流模塊提供的直流電，加在主機(jī)線圈中的勵(lì)磁電流就不會(huì)受交流電 源及其攜帶的干擾波太大的影響，從而使主機(jī)線圈產(chǎn)生的勵(lì)磁電流就能 跟隨PWM控制信號(hào)而變化；PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁電流產(chǎn)生模塊中，光電耦合 器將輸入的PWM信號(hào)進(jìn)行了隔離傳遞，將低壓系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)隔離，排 除了高壓系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的影響，屏蔽干擾信號(hào)；整流模塊中，交流電源先 經(jīng)電源濾波器濾除雜波；保護(hù)電路模塊中，壓敏器件將高于其閾值電壓 的擾動(dòng)電壓和主機(jī)線圈通斷電時(shí)產(chǎn)生瞬態(tài)高壓限掉，防止其沖擊IGBT功 率管；主機(jī)線圈產(chǎn)生的自感電勢(shì)通過(guò)續(xù)流管釋放掉，防止電壓積累對(duì) IGBT功率管不利，并防止主機(jī)線圈斷電瞬間產(chǎn)生的瞬態(tài)高壓擊穿IGBT功 率管；因IGBT功率管的集電極、發(fā)射極間的阻抗很大，整流模塊的負(fù)載 相對(duì)很小，這樣在整流模塊與交流電源連通時(shí)，整流模塊輸出端的電壓 就會(huì)上升到交流電壓的峰值，IGBT功率管所承受的電壓就大，假負(fù)載電 路相當(dāng)于為整流模塊提供了一個(gè)負(fù)載，可限制IGBT功率管集電極、發(fā)射 極間的電壓過(guò)高。另外，該驅(qū)動(dòng)電路上還接有一用于對(duì)IGBT功率管散熱 的風(fēng)扇，防止IGBT功率管流過(guò)大的勵(lì)磁電流時(shí)過(guò)熱損壞。本實(shí)用新型提 供的一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電路，IGBT功率管釆用 SGL160N80UFD，能夠?qū)崿F(xiàn)IGBT單管PWM控制輸出電流30A、長(zhǎng)期工作溫度 不超過(guò)65'C，并具有有防高電壓擊穿，抗瞬態(tài)干擾能力，可使電渦流測(cè) 功機(jī)輸出穩(wěn)定、節(jié)約成本，優(yōu)化了電路，提高了工作可靠性，可適應(yīng)CW型電渦流測(cè)功機(jī)各種機(jī)型的勵(lì)磁電流加載需要。

圖l為現(xiàn)有技術(shù)中電渦流測(cè)功機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路原理框圖； 圖2為一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電路工作原理框圖；圖3為一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電路，其原理框圖如圖 2所示，該驅(qū)動(dòng)電路包括整流模塊、PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁電流產(chǎn)生模塊，整 流模塊輸入端連接交流電源，其直流輸出端連接所述測(cè)功機(jī)主機(jī)線圈的 一端，PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁電流產(chǎn)生模塊連接測(cè)功機(jī)主機(jī)線圈的另一端，其中，PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁電流產(chǎn)生模塊包括順次連接的信號(hào)隔離單元、 功率放大單元和勵(lì)磁電流產(chǎn)生單元。PWM信號(hào)的供電電源是由交流電整流、濾波而得到的直流電源，能 夠屏蔽相當(dāng)一部分進(jìn)入交流電源供電系統(tǒng)的干擾波及其它信號(hào)的干擾， 避免其電路輸出產(chǎn)生振蕩，提高電渦流測(cè)功機(jī)工作的穩(wěn)定性和可靠性， 滿足電渦流測(cè)功機(jī)使用現(xiàn)場(chǎng)的要求。圖3為一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電路圖，其信 號(hào)隔離單元包括光電耦合器U，功率放大單元包括功率放大三極管 V23，勵(lì)磁電流產(chǎn)生單元包括IGBT功率管V (采用型號(hào)為 SGL160N80UFD)，其中，PWM信號(hào)先經(jīng)R48和電容C7組成的濾波電路濾除 高頻干擾波后傳輸至開(kāi)關(guān)三極管V18的基極，開(kāi)關(guān)三極管V18的發(fā)射極接地、集電極連接光電耦合器U的輸入端2腳(即光電耦合器U中發(fā)光管的負(fù)極)，光電耦合器U的輸入端1腳(即光電耦合器u中發(fā)光管的正極)通 過(guò)分壓電阻R59連接+15V直流電源，光電耦合器U的輸出端5腳通過(guò)導(dǎo)向 二極管V22連接功放三極管V23的基極，功放三極管V23的集電極通過(guò)分 壓電阻R63連接+24V直流電源，其發(fā)射極通過(guò)分壓電阻R64連接IGBT功率 管V的柵極，IGBT功率管V的發(fā)射極接地、集電極通過(guò)控制開(kāi)關(guān)F2連接電 渦流測(cè)功機(jī)主機(jī)線圈的一端X3/4，主機(jī)線圈的另一端X3/3連接整流模塊 Q直流輸出端的正極，整流模塊Q直流輸出端的負(fù)極接地；PWM信號(hào)控制 開(kāi)關(guān)三極管V18的導(dǎo)通、截止從而使光電耦合器U中的發(fā)光管得電發(fā)光或 斷電熄滅，光電耦合器U中的發(fā)光管得電發(fā)光時(shí)，通過(guò)導(dǎo)向二極管V22驅(qū) 動(dòng)功放三極管V23導(dǎo)通，其發(fā)射極輸出放大后的功率信號(hào)經(jīng)分壓電阻R64 分壓后輸送至IGBT功率管V的柵極，驅(qū)動(dòng)IGBT功率管V導(dǎo)通，輸出信號(hào)輸 送至主機(jī)線圈的X3/4端，整流模塊Q的直流輸出端正極連接主機(jī)線圈的 另一端X3/3，對(duì)主機(jī)線圈提供直流電源，通過(guò)P麗信號(hào)控制主機(jī)線圈得 到勵(lì)磁電流，使測(cè)功機(jī)產(chǎn)生電渦流。整流模塊Q的交流輸入端通過(guò)一電源濾波器Z2和一用于控制電源通 斷的交流接觸器Q0并聯(lián)在220V交流市電電源上，電源濾波器對(duì)市電中存 在的干擾雜波有濾除作用，從而使主機(jī)線圈工作電壓少受干擾。另外，本實(shí)用新型電路還包括保護(hù)電路模塊，該保護(hù)電路模塊包括 一壓敏電阻RY， 一續(xù)流管V24以及一由電阻R80、 R81串聯(lián)組成的假負(fù)載 電路，其中，所述壓敏電阻RY (采用型號(hào)為MYG-471V/14KA) —端接在 整流模塊Q直流輸出端的正極、另一端接地(其閾值電壓設(shè)定為正常穩(wěn) 定情況下整流模塊Q的直流輸出電壓值)，壓敏器件將存在高于其閾值電 壓的擾動(dòng)電壓，以及在主機(jī)線圈通斷電時(shí)產(chǎn)生瞬態(tài)高壓進(jìn)行限幅，防止其沖擊IGBT功率管。續(xù)流管V24并聯(lián)在主機(jī)線圈兩端，正極連接IGBT功 率管V的集電極，負(fù)極連接整流模塊Q直流輸出端的正極，對(duì)主機(jī)線圈起 到續(xù)流的作用，將主機(jī)線圈產(chǎn)生的自感電勢(shì)通過(guò)續(xù)流管釋放掉，防止電 壓積累對(duì)IGBT功率管不利，并防止主機(jī)線圈斷電瞬間產(chǎn)生的瞬態(tài)高壓擊 穿IGBT功率管；負(fù)載電路相當(dāng)于為整流模塊提供了一個(gè)負(fù)載，可限制 IGBT功率管集電極、發(fā)射極間的電壓過(guò)高。因IGBT功率管的集電極、發(fā) 射極間的阻抗很大，整流模塊的負(fù)載相對(duì)很小，這樣在整流模塊與交流 電源連通時(shí)，整流模塊輸出端的電壓就會(huì)上升到交流電壓的峰值，IGBT 功率管所承受的電壓就大，而該負(fù)載電路相當(dāng)于為整流模塊Q直流輸出 端提供了一個(gè)負(fù)載，可限制加在IGBT功率管V上的集電極、發(fā)射極間的 電壓不致過(guò)高。此外，如圖3，該驅(qū)動(dòng)電路中還設(shè)置有一個(gè)AC220V的風(fēng)扇P，用于對(duì) IGBT功率管進(jìn)行通風(fēng)散熱，風(fēng)扇P的電源開(kāi)關(guān)與加載勵(lì)磁電流的開(kāi)關(guān)F2 一起連動(dòng)，通過(guò)勵(lì)磁電流的開(kāi)關(guān)連接在交流電源上，只要加勵(lì)磁電流， 風(fēng)扇就開(kāi)始對(duì)IGBT功率管進(jìn)行散熱。輸出級(jí)功率管采用SGL160N80UFD型單管IGBT，其輸出電流為160A， 耐壓600V， CW型電渦流測(cè)功機(jī)需要的電流一般在16A左右，最大不超過(guò) 20A,該IGBT管的最大輸出電流是測(cè)功機(jī)最大工作電流的8倍以上，執(zhí)行 測(cè)功機(jī)主機(jī)線圈驅(qū)動(dòng)任務(wù)成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性價(jià)比高。加之保護(hù)電路 模塊的各種保護(hù)措施，能夠適應(yīng)CW型電渦流測(cè)功機(jī)各種機(jī)型的勵(lì)磁電流 加載需要。
權(quán)利要求1、一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于該驅(qū)動(dòng)電路包括整流模塊、PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁電流產(chǎn)生模塊，整流模塊輸入端連接交流電源，其直流輸出端連接所述測(cè)功機(jī)主機(jī)線圈的一端，PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁電流產(chǎn)生模塊連接測(cè)功機(jī)主機(jī)線圈的另一端，其中，PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁電流產(chǎn)生模塊包括順次連接的信號(hào)隔離單元、功率放大單元和勵(lì)磁電流產(chǎn)生單元。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述信號(hào)隔離單元包括一光電耦合器，功率放大單 元包括功率放大器，勵(lì)磁電流產(chǎn)生單元包括一IGBT功率管，其中，光電 耦合器的輸入端用于接收PWM信號(hào)，其輸出端連接功率放大器的輸入端， 功率放大器的輸出端與IGBT功率管的柵極連接，IGBT功率管的發(fā)射極接 地，集電極連接主機(jī)線圈的一端；主機(jī)線圈的另一端連接整流模塊直流 輸出端的正極。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流 驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于該驅(qū)動(dòng)電路還包括保護(hù)電路模塊，該保護(hù)電路 模塊包括一端接在整流模塊直流輸出端正極、 一端接地的壓敏器件，還 包括一正極連接IGBT功率管的集電極、負(fù)極連接整流模塊直流輸出端正 極的續(xù)流管，以及一假負(fù)載電路，該假負(fù)載電路連接在整流模塊直流輸 出端正極與地之間。
4、 如權(quán)利要求3所述的一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述的壓敏器件為壓敏電阻。
5、 如權(quán)利要求4所述的一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述IGBT功率管采用型號(hào)為SGL160N80UFD。
6、如權(quán)利要求1或2所述的一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流 驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于該驅(qū)動(dòng)電路還包括一用于對(duì)IGBT功率管散熱的 風(fēng)扇，連接在交流電源上。
專利摘要一種CW型電渦流測(cè)功機(jī)單管IGBT大電流驅(qū)動(dòng)電路，包括整流模塊、PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁電流產(chǎn)生模塊以及保護(hù)電路模塊。整流模塊輸入端連接交流電源，其輸出端連接測(cè)功機(jī)主機(jī)線圈的一端，用于為測(cè)功機(jī)主機(jī)線圈提供直流電；勵(lì)磁電流產(chǎn)生模塊輸出端連接測(cè)功機(jī)主機(jī)線圈的另一端，控制主機(jī)線圈產(chǎn)生勵(lì)磁電流，從而使測(cè)功機(jī)產(chǎn)生電渦流；保護(hù)電路模塊，可保護(hù)勵(lì)磁電流產(chǎn)生模塊中的元器件正常穩(wěn)定工作，從而達(dá)到使該驅(qū)動(dòng)電路工作穩(wěn)定，繼而使電渦流測(cè)功機(jī)穩(wěn)定工作的目的。
文檔編號(hào)G01L3/22GK201138259SQ20072017504
公開(kāi)日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2007年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月4日
發(fā)明者任春艷, 劉仁杰, 楊敬偉, 王鳳魁, 王金才 申請(qǐng)人:凱邁(洛陽(yáng))機(jī)電有限公司