將工頻電源信號轉化為任意頻率電信號的裝置的製作方法
2023-07-26 02:43:11
專利名稱：將工頻電源信號轉化為任意頻率電信號的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能夠將工頻電源信號轉化為任意頻率電信號的裝置，尤其能
以較低的價格製造大功率的變頻器。
背景技術：
目前，公知的通用的交_直_交變頻器器是先經過整流電路將工頻電源變成直流 電源，然後經逆變器將直流電源信號轉換為所需頻率的交流電源信號；其中逆變器是由晶 閘管組成，逆變的過程是通過微機控制晶閘管的通斷來控制變頻器的輸出信號的頻率；這 樣一來使整個系統較為複雜並且由於晶閘管的壽命較短，容易出故障並且其價格昂貴，因 此導致變頻器的價格較高，尤其是一些大功率的變頻器價格十分昂貴，最終導致變頻器的 應用受到限制。
發明內容為了提高大功率變頻器的使用壽命，降低其生產成本，本實用新型提供一種新結
構將工頻電源信號轉化為任意頻率電信號的裝置。 具體技術解決方案如下 將工頻電源信號轉化為任意頻率電信號的裝置，包括交流轉換成直流部分和逆變 部分； 所述交流轉換成直流部分包括二極體VD^ VD3，電阻R'和R，電容Q、 C2、 C3和C4， 雙刀單擲開關K; 二極體VD工的輸出端連接著雙刀單擲開關K 一側的一端，電容串聯在雙刀單 擲開關K另一側的對應端，二極體VD3的輸入端連接著雙刀單擲開關K 一側的另一端，電容 C3、C4串聯在雙刀單擲開關K另一側的另一對應端，二極體VD3的輸入端與電容(:3的輸入端 之間串聯著電阻R' ;二極體VD工的輸出端與電容Q的輸入端之間串聯著電阻R ;電容C2和 C4的輸出端接地；二極體VD工的輸入端與接地端之間為工頻電源信號輸入端； 所述逆變部分包括單片機A、變壓器B和E、大功率三極體C和D、負載F和電阻R。； 單片機A連接著變壓器B —次側，大功率三極體C和D的基極並聯連接著變壓器B的二次 側，大功率三極體C和D的發射極並聯連接著變壓器E的一次側，變壓器E的二次側連接負 載；變壓器B 二次側一端和變壓器E —次側一端接地；變壓器E的一次側並聯電阻Ro ;大功 率三極體C和D的集電極之間為信號輸出端，該信號輸出端與變壓器E —次側未接地的一 端相連。 交流轉換成直流部分工作時，工頻電源信號經U。經VD" Q， G和開關K後轉換為 直流電源U，其中VD工用來阻斷工頻電源的負半周期部分和防止Q和G向工頻電源放電；工 頻電源信號經U。經VD3， C3， C4和開關K後轉換為直流電源-U，其中VD3用來阻斷工頻電源 的正半周期部分和防止C3和C4向工頻電源放電；其中的電阻R和R'的作用是當變頻器開 始工作時打開開關K， R'和R可以防止電容的充電電流過大，當負載工作之後閉合開關K。[0010] 逆變部分工作時，當外界需要某一頻率為f的電源信號時，即向單片機A發送一個 信號i，單片機A接收到信號後即輸出一個由單片機輸出一個頻率為f的信號，該信號由變 壓器B升壓後輸入互補對稱放大電路C和D，經互補對稱放大電路放大後的信號再輸入升壓 變壓器E，最後用來驅動負載F。 本實用新型的積極效果是將晶閘管改為大功率三極體，容易實現大功率變頻器 的設計製造，降低了變頻器的造價和延長了變頻器的壽命；所需頻率的信號由單片機直接 產生，不需要使用單片機控制晶閘管通斷那一套複雜的控制手段，可以使用較為簡單的控 製程序。
圖1為本實用新型交直部分原理圖， 圖2為本實用新型逆變部分原理圖， 圖3為三相變頻器原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步地描述。
實施例1 : 參見圖1和圖2，將工頻電源信號轉化為任意頻率電信號的裝置包括交流轉換成 直流部分和逆變部分； 所述交流轉換成直流部分包括二極體VD^ VD3，電阻R'和R，電容Q、 C2、 C3和C4， 雙刀單擲開關K; 二極體VD工的輸出端連接著雙刀單擲開關K一側的一端，電容Q、C^串聯在雙刀單 擲開關K另一側的對應端，二極體VD3的輸入端連接著雙刀單擲開關K 一側的另一端，電容 C3、C4串聯在雙刀單擲開關K另一側的另一對應端，二極體VD3的輸入端與電容(:3的輸入端 之間並聯著電阻R' ;二極體VD工的輸出端與電容Q的輸入端之間並聯著電阻R;電容(^和 C4的輸出端接地；二極體VD工的輸入端與接地端之間為工頻電源信號輸入端。 所述逆變部分包括單片機A、變壓器B和E、大功率三極體C和D、負載F和電阻R。； 單片機A連接著變壓器B —次側，大功率三極體C和D的基極並聯連接著變壓器B 二次側， 大功率三極體C和D的發射極並聯連接著變壓器E的一次側，變壓器E的二次側連接負載； 變壓器B 二次側一端和變壓器E —次側一端接地；變壓器E的一次側並聯電阻Ro ;大功率 三極體C和D的集電極之間為信號輸出端，該信號輸出端與變壓器E—次側未接地的一端 相連。 當工頻電源Uo的正向部分的電壓輸入AB端時，二極體VD工單向導通，即對電容Q，
(:2充電，由於電容的極板電壓不能躍變，故(:2兩端的電壓不會發生躍變，此時電容(:2放電向 負載提供能量，當經過一個工頻電源周期後電壓不會發生太大變化，即輸出端可以作為一
個恆壓電源+U來使用；當工頻電源Uo的負向部分的電壓輸入AB端時，二極體VD3單向導
通，即對電容c3， c4充電，由於電容的極板電壓不能躍變，故c4兩端的電壓不會發生躍變，此 時電容c4放電向負載提供能量，當經過一個工頻電源周期後電壓不會發生太大變化，即輸
出端可以作為一個恆壓電源-u來使用。即由此電路來製造電源+u和-u。其中在電路剛開始工作時要斷開單刀雙擲開關K，目的是防止給電容的充電電流過大，故串聯一個保護電阻 R'和R，當電路啟動之後再閉合開關K。 逆變部分工作時，當外界需要某一頻率為f的電源信號時，即向單片機A發送一個 信號i，單片機A接收到信號後即輸出一個頻率為f的信號，該信號由變壓器B升壓後輸入 互補對稱放大電路C和D，經互補對稱放大電路放大後的信號再輸入升壓變壓器E，最後用 來驅動負載F。 實施例2 : 參見圖3，將單相變頻器逆變部分記為MP，對於三相變頻器只需要在外界需要某 一頻率f'的信號時向單片機G發送一個信號j，單片機G接到信號j後輸出三個頻率為f'， 幅值相同，相位互差120°的三個信號，這三個信號分別輸入三個相同的MP，即可得到一個 三相電源信號U， V，W。
權利要求將工頻電源信號轉化為任意頻率電信號的裝置，包括交流轉換成直流部分和逆變部分，其特徵在於所述交流轉換成直流部分包括二極體VD1、VD3，電阻R』和R，電容C1、C2、C3和C4，雙刀單擲開關K；二極體VD1的輸出端連接著雙刀單擲開關K一側的一端，電容C1、C2串聯在雙刀單擲開關K另一側的對應端，二極體VD3的輸入端連接著雙刀單擲開關K一側的另一端，電容C3、C4串聯在雙刀單擲開關K另一側的另一對應端，二極體VD3的輸入端與電容C3的輸入端之間串聯著電阻R』；二極體VD1的輸出端與電容C1的輸入端之間串聯著電阻R；電容C2和C4的輸出端接地；二極體VD1的輸入端與接地端之間為工頻電源信號輸入端；所述逆變部分包括單片機A、變壓器B和E、大功率三極體C和D、負載F和電阻R0；單片機A連接著變壓器B一次側，大功率三極體C和D的基極並聯連接著變壓器B的二次側，大功率三極體C和D的發射極並聯連接著變壓器E的一次側，變壓器E的二次側連接負載；變壓器B二次側一端和變壓器E一次側一端接地；變壓器E的一次側並聯電阻R0；大功率三極體C和D的集電極之間為信號輸出端，該信號輸出端與變壓器E一次側未接地的一端相連。
專利摘要本實用新型涉及將工頻電源信號轉化為任意頻率電信號的裝置。該裝置的交流轉換成直流部分包括二極體VD1、VD3，電阻R』和R，電容C1、C2、C3和C4，雙刀單擲開關K；其逆變部分包括單片機A、變壓器B和E、大功率三極體C和D、負載F和電阻R0；本實用新型的積極效果是將晶閘管改為大功率三極體，容易實現大功率變頻器的設計製造，降低了變頻器的造價和延長了變頻器的壽命；所需頻率的信號由單片機直接產生，不需要使用單片機控制晶閘管通斷那一套複雜的控制手段，可以使用較為簡單的控制程序。
文檔編號H02M5/46GK201533245SQ200920180679
公開日2010年7月21日 申請日期2009年11月20日 優先權日2009年11月20日
發明者季傑, 楊金偉, 裴剛 申請人:中國科學技術大學