[发明专利]一种新型变频器

说明书

技术领域

 本发明涉及变频技术与微电子技术，尤其涉及一种新型变频器。

背景技术

变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成，变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用，主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感，它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生电压脉动的“平波回路“。

但是，由于变频的过载能力没有电机过载能力强，一旦电机有过载，损坏的首先是变频器，若设备上已选用的电机功率大于实际机械负载功率，但是有可能用户会将把机械功率调节到达到电机输出功率，此时，变频器一定要可以胜任，也就是说变频器的功率选用一定要等于或大于电机功率。结合以上分析，现有的变频器的经常存在着以下几个方面问题：①使用环境条件、电网电压、负载大小及性质；②环境温度长期较高，安装在通风冷却不良的机柜内时，会造成变频器寿命缩短，电子器件、特别是电解电容等器件、在高于额定温度后，每升高10℃寿命会下降一半，因此环境温度应保持较低，除设置完善的通风冷却系统以保证变频器正常运行外，在选用上增大一个容量等级，以使额定运行时，温升有所下降是完全必要的；③电网电压处于不正常时，将有害于变频器，电压过高，如对380V的线电压如上升到450V就会造成损坏；④高海拔地区因空气密度降低，散热器不能达到额定散热器效果，一般在1000m以上，每增加100m容量下降10%；⑤使用于不同用途时，对于一般用途变频器采用V/F=常数控制方式已可满足，对于负载变化范围大，而且又要求较高运转精度的场合，特别是低速时要求有稳定的速度和负载能力时，则要选用矢量控制等方式的变频器，对数控机床等精密传动还要采用闭环控制和有速度传感器的方式，相应的变频器也要有这些配合的接口；⑥变频器使用不同场所对变频器的防护等级要作选择，常见IP10、IP20、IP30、IP40等级分别能防止Ф50、Ф12、Ф2.5、Ф1固体物进入；⑦当变频器为降低电动机噪声而将调制频率重新设置得较高并超过出厂设置频率时, 会造成变频器损耗增大，设置频率越高，损耗越大，因此要适当减载，一味增加调制频率，造成变频器过热而损坏，或者变频器输不出额定功率；⑧矢量控制方式只能对应一台变频器驱动一台电机，而且变频器的额定电流应等于或大于电机额定电流，电机的实际使用电流不能比额定电流太小；⑨一台变频器驱动多台电机时，变频器容量应比多台电机容量之和大，并且只能选择V/F控制模式，不能用矢量控制模式；⑩当多台变频器的逆变单元共用一个整流/回馈单元时，即采用公共直流母线方式，有利于多台逆变器制动能量的储存和利用，此时整流/回馈单元的容量要足够大，并要有防止小功率变频器整流桥过载损坏的措施，使用中对多台电机不能同时制动；⑾对风机水泵类负载，如原来使用阀门、风门调节流量，当改用变频器调速控制流量时，就会带来大幅度节能，而摩擦类负载，使用变频调速的节能效果基本上不能体现。

本案的通用变频器是指适用于工业通用电机和一般变频电机、并由一般电网供电(单相220V、三相380V 50Hz)、作调速控制的变频器，此类变频器由于工业领域的广泛使用已成为变频器的主流。因此，针对以上方面，需要对现有技术进行有效创新。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提供一种有利于降低电机的噪音、可降低输出高次谐波造成的漏电流、减少了干扰、可保护变频器内部的功率开关器件、有利于延长电机绝缘寿命的新型变频器，以解决现有技术的诸多不足。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种新型变频器，包括整流单元、滤波与逆变单元、控制单元，其中的整流单元把交流电压变为直流电压；滤波与逆变单元其中的滤波部分把脉动较大的交流电进行滤波变成比较平滑的直流电；逆变部分则把直流电又转换成三相交流电，利用功率开关元件按照控制电路的驱动、输出脉冲宽度被调制的PWM波，或者正弦脉宽调制SPWM波；控制单元用来产生输出逆变桥所需要的各驱动信号；