數(shù)碼發(fā)電機變頻器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種發(fā)電機用的變頻器。
【背景技術(shù)】
[0002]—般變頻數(shù)碼發(fā)電機，該發(fā)電機為一臺內(nèi)燃發(fā)動機，一臺永磁電機，一個變頻器和發(fā)電機外殼及其他輔助元件組成.這種數(shù)碼發(fā)電機是傳統(tǒng)勵磁發(fā)電機的替代產(chǎn)品，具有電源品質(zhì)高，體積小重量輕，效率高，噪音低等優(yōu)點。其中變頻器的價格較高，直接導(dǎo)致了發(fā)電機整體的價位較高。圖1中顯示了現(xiàn)有技術(shù)中標準的AC-DC-AC拓撲，現(xiàn)有標準電路中有電容C2濾波，電容C2兩端的電壓一般要求紋波電壓小于5%，這就要求使用較大容量的電容C2，常常需要多個電容并聯(lián)才能滿足要求。由于電容上的電壓較高，大容量的電容價格昂貴，數(shù)個電容并聯(lián)工作時溫度不均衡，不僅不經(jīng)濟，而且可靠性也較差。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種成本低、壽命長的數(shù)碼發(fā)電機變頻器。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種數(shù)碼發(fā)電機變頻器，包括三相整流橋和PWM全橋逆變器，其特征在于:三相整流橋為兩個，在每個三相整流橋的輸出側(cè)均耦接有能量吸收器，串聯(lián)的第一電感和第一電容組成第一電路，第一電路和并聯(lián)的第二電容組成能量吸收器。
[0006]所述第一電路的電感和第一電容的諧振頻率在輸入電壓頻率的0.5-5倍之間。
[0007]本實用新型的具有如下優(yōu)點:
[0008]跟原來的標準變頻器AC-DC-AC電路類似，不同點在于DC直流母線沒有大電解電容濾波，而在直流母線上增加了一個能量吸收電路，該能量吸收電路由電感LI和電容Cl、電容C2組成，用來吸收絕緣柵雙極晶體管開關(guān)時產(chǎn)生的電壓尖峰，以及由于正弦波換向或者負載功率因數(shù)不為I時，通過絕緣柵雙極晶體管的反向二極管向母線回饋電流而產(chǎn)生的尖峰電壓。能量吸收電路用來保證母線電壓不超過絕緣柵雙極晶體管的安全工作電壓。
[0009]本實用新型能量吸收電路的成本很低，在取消了母線濾波電容后仍然具備低成本的優(yōu)點，同時可以確保S1~S4工作在安全電壓范圍內(nèi)。
【附圖說明】
[0010]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電路原理圖；
[0011]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的具體電路圖；
[0012]圖3為本實用新型實施例1的電路原理圖；
[0013]圖4為本實用新型實施例1的具體電路圖；
[0014]圖5為三相高壓電源經(jīng)過D1~D6整流，得到脈動的直流電壓的波形圖；
[0015]圖6為經(jīng)過能量吸收電路的作用后，母線電壓的波形圖；
[0016]圖7為經(jīng)過全橋逆變后的電壓后得到的波形圖；
[0017]圖8為經(jīng)過低通濾波器得到低頻的正弦波電壓的波形圖；
[0018]圖9為本實用新型具體應(yīng)用的電原理圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步說明。
[0020]實施例:如圖3至圖9所示，一種數(shù)碼發(fā)電機變頻器，包括三相整流橋和PWM全橋逆變器，三相整流橋為兩個，在每個三相整流橋的輸出側(cè)均耦接有能量吸收器，串聯(lián)的第一電感和第一電容組成第一電路，第一電路和并聯(lián)的第二電容組成能量吸收器。第一電路的電感，第一電容的諧振頻率在輸入電壓頻率的0.5-5倍之間。
[0021]本實用新型跟圖1和圖2中所示的標準變頻器最重要的不同點在于DC直流母線沒有大電解電容濾波，而在直流母線上增加了一個能量吸收電路，該能量吸收電路由電感LI和電容Cl、電容C2組成，用來吸收絕緣柵雙極晶體管開關(guān)時產(chǎn)生的電壓尖峰，以及由于正弦波換向或者負載功率因數(shù)不為I時，通過絕緣柵雙極晶體管的反向二極管向母線回饋電流而產(chǎn)生的尖峰電壓。能量吸收電路用來保證母線電壓不超過絕緣柵雙極晶體管的安全工作電壓。
[0022]具體的，汽油發(fā)動機或者柴油發(fā)動機帶動永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)動，永磁發(fā)電機的輸出三相高壓電源和低壓電源連接到變頻器。其高壓電源為數(shù)百伏特和數(shù)百赫茲不定。低壓電源為數(shù)十伏特和數(shù)百赫茲。高壓電源經(jīng)過三相整流電路后得到脈動的母線電壓，經(jīng)過PWM全橋逆變電路后得到正弦包絡(luò)電壓，經(jīng)LC低通濾波器得到低頻電源輸出。母線電壓上連接的能量吸收電路用來吸收負載及LC低通濾波器回饋到母線上的尖峰電壓，確保母線電壓不超過PWM全橋逆變電路中的開關(guān)元件的安全電壓。整個電路由MCU控制單元進行協(xié)調(diào)和控制，它負責(zé)根據(jù)輸出采樣的電壓和電流大小生成合適的PWM信號，通過IGBT驅(qū)動電路去驅(qū)動PWM全橋逆變電路中的開關(guān)元件，使輸出得到正弦波電壓。
[0023]同時低壓電源穩(wěn)壓電路為MCU控制單元以及其他電路提供需要的低壓工作電源，在需要調(diào)整發(fā)動機轉(zhuǎn)速的產(chǎn)品中還有轉(zhuǎn)速脈沖整形電路為MCU控制單元提供轉(zhuǎn)速脈沖，并在MCU中生成步進電機控制脈沖，通過步進電機驅(qū)動電路去驅(qū)動油門步進電機轉(zhuǎn)動，進而改變發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。
[0024]第一電路的第一電感LI,第一電容Cl的諧振頻率在輸入電壓頻率的0.5~5倍之間。主要起吸收因負載功率因數(shù)不為I時通過S1~S4的反向二極管回饋至母線的能量，當(dāng)諧振頻率比0.5倍輸入電壓頻率低時，LI, Cl的成本較高而失去優(yōu)勢；當(dāng)高于5倍輸入電壓頻率時，在特殊負載時會出現(xiàn)持續(xù)的能量沖擊而導(dǎo)致母線電壓升高到超過S1~S4的耐壓極限而損壞。
【主權(quán)項】
1.一種數(shù)碼發(fā)電機變頻器，包括三相整流橋和PWM全橋逆變器，其特征在于:三相整流橋為兩個，在每個三相整流橋的輸出側(cè)均耦接有能量吸收器，串聯(lián)的第一電感和第一電容組成第一電路，第一電路和并聯(lián)的第二電容組成能量吸收器。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)碼發(fā)電機變頻器，其特征在于:所述第一電路的第一電感和第一電容的諧振頻率在輸入電壓頻率的0.5-5倍之間。
【專利摘要】本實用新型公開了一種數(shù)碼發(fā)電機變頻器，包括三相整流橋和PWM全橋逆變器，關(guān)鍵在于：三相整流橋為兩個，在每個三相整流橋的輸出側(cè)均耦接有能量吸收器，串聯(lián)的第一電感和第一電容組成第一電路，第一電路和并聯(lián)的第二電容組成能量吸收器。本實用新型沒有能量損失，不影響整個產(chǎn)品的效率，能量吸收電路的成本很低，在取消了母線濾波電容后仍然具備低成本的優(yōu)點，同時可以確保S1~S4工作在安全電壓范圍內(nèi)。
【IPC分類】H02M5-458, H02M1-32
【公開號】CN204334339
【申請?zhí)枴緾N201420765116
【發(fā)明人】龔治俊
【申請人】重慶瑜欣平瑞電子有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月8日