專利名稱：一種高壓波形上升速率可調變頻電源裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種變頻電源裝置，尤其涉及一種主要用于變頻電機用漆包線的
耐電暈試驗和變頻電機匝間耐壓試驗的高壓波形上升速率可調變頻電源裝置。
背景技術：
變頻電機的市場隨著節(jié)能減排規(guī)模日益擴大而擴大。但變頻器輸出的高頻陡峭電 壓容易造成變頻電機的絕緣層損壞，使用壽命短，因此提高變頻電機漆包線(抗電暈漆包 線)的耐脈沖電壓性能和對變頻電機的匝間耐壓的試驗，已經成為國內外的研究熱點。為 了正確評定抗電暈漆包線的質量和確認抗電暈漆包線技術改進的合理性，迫切需要研制絕 緣脈沖耐電強度(耐壓)測試裝置和對變頻電機的匝間耐壓試驗裝置，同時隨著環(huán)保意識 的加強，對工業(yè)廢氣的處理要求越來越嚴格，利用脈沖電暈放電等離子體煙氣脫硫脫硝技 術處理煙氣已經成為國內外的研究熱點。
現有變頻電源裝置存在以下缺陷1、上升速率不能小于100ns ;2、電壓等級不能
高于4000V ;3、帶容性負載能力差；4、上升速率不能控制；5、穩(wěn)定性能差。 另一方面，目前市場普通高壓大功率開關器件IGBT或M0SFET器件由于受到功率
器件性能的影響，目前市場上沒有高耐壓高頻率高上升速率的IGBT模塊，加之本身電容、
電路電感的影響，以及電路分布參數的影響，研制電壓高速上升的、高重復率方波發(fā)生器十
分困難，技術難度非常大。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種主要用于變頻電 機用漆包線的耐電暈試驗和變頻電機匝間耐壓試驗的高壓波形上升速率可調變頻電源裝置。 本實用新型的技術方案是由調頻調寬的標準方波源、用于調節(jié)高壓輸出的高壓 調壓模塊、用于將高壓直流變成雙極性高壓方波的IGBT高壓斬波模塊、用于保護IGBT高壓 高頻模塊的保護電路、用于調節(jié)輸出波形上升速率的波形上升速率調節(jié)模塊組成，所述調 頻調寬的標準方波源的輸出端分別與高壓調壓模塊的輸入端和IGBT高壓高頻斬波模塊的 輸入端連接，高壓調壓模塊輸出端與IGBT高壓高頻斬波模塊的輸入端連接，保護電路的輸 出端接IGBT高壓高頻斬波模塊的輸入端，IGBT高壓高頻斬波模塊的輸出端與波形上升速 率調節(jié)模塊的輸入端連接。 所述高壓調壓模塊由開關管驅動模塊、整流濾波電路、高頻開關管、高頻升壓變壓 器、高壓整流電路、高壓濾波電路構成，所述整流濾波電路輸出端和開關管驅動模塊輸出端 與高頻開關管輸入端連接，高頻開關管輸出端與高頻升壓變壓器輸入端連接，高頻升壓變 壓器輸出端與高壓整流電路輸入端連接，高壓整流電路輸出端與高壓濾波電路輸入端連 接。 所述IGBT高壓高頻斬波模塊采用模塊串聯技術，IGBT高壓高頻斬波模塊由至少
3兩塊功能參數一致的IGBT高壓高頻斬波電路板串聯而成，每塊單板相當于一個獨立的電 源，輸出電壓為2000V，根據實際電壓的需要，可以將多個單板串聯起來，使輸出電壓達到 10000V甚至更高。 所述波形上升速率調節(jié)模塊采用帶假負載調節(jié)上升速率的技術，做變頻電機用漆
包線的耐電暈試驗和變頻電機匝間耐壓試驗時，負載是容性的，負載的大小會影響輸出波
形的上升速率。工作時，根據設定的輸出波形上升速率的等級，選擇相應的假負載，通過高
壓繼電器切換到相應的假負載上，使輸出電壓波形上升速率達到設定值。本實用新型輸出電壓從0V-10000V連續(xù)可調，頻率從0Hz—30KHz連續(xù)可調，
電壓波形上升速率可為100ns、200ns、300ns、400ns、500ns，可設定輸出，電壓占空比從
1% —99%連續(xù)可調。
圖1是本實用新型一實施例的結構方框圖； 圖2是圖1所示實施例高壓調壓模塊的結構圖； 圖3是圖1所示實施例IGBT高壓高頻斬波模塊的電路方框圖； 圖4是圖1所示實施例波形上升速率調節(jié)模塊的電路方框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。 參照圖l，本實施例由調頻調寬的標準方波源1、高壓調壓模塊2、IGBT高壓高頻斬 波模塊3、保護電路4、波形上升速率調節(jié)模塊5組成，調頻調寬的標準方波源1的輸出端分 別與高壓調壓模塊2的輸入端和IGBT高壓高頻斬波模塊3的輸入端連接，高壓調壓模塊2 輸出端與IGBT高壓高頻斬波模塊3的輸入端連接，保護電路的4輸出端接IGBT高壓高頻 斬波模塊3的輸入端，IGBT高壓高頻斬波模塊3的輸出端與波形上升速率調節(jié)模塊5的輸 入端連接，波形上升速率調節(jié)模塊5的輸出端將高壓輸出。 參照圖2，高壓調壓模塊2由開關管驅動模塊U1、整流濾波電路U2、高頻開關管 U3、高頻升壓變壓器U4、高壓整流電路U5、高壓濾波電路U6構成，所述整流濾波電路U2輸 出端和開關管驅動模塊Ul輸出端與高頻開關管U3輸入端連接，高頻開關管U3輸出端與高 頻升壓變壓器U4輸入端連接，高頻升壓變壓器U4輸出端與高壓整流電路U5輸入端連接， 高壓整流電路U5輸出端與高壓濾波電路U6輸入端連接。 將220V交流市電輸入整流濾波電路U2，經整流濾波電路U2整流、濾波后形成 310V直流，310V直流輸入高頻開關管U3 ;由CPU控制的開關管驅動模塊U1送出可調節(jié)輸出 頻率和占空比的P麗信號，該P麗信號作為驅動信號輸入高頻開關管U3 ;當輸出電壓范圍 在0V-1000V之間時，采用調節(jié)P麗脈沖的頻率來控制輸出電壓，使電壓波動幅度穩(wěn)定在1 % 以內；當輸出電壓在1000V-10000V之間時，采用調節(jié)P麗脈沖的占空比來控制輸出電壓，使 電壓波動幅度穩(wěn)定在1%以內；高頻開關管U3在開關管驅動模塊U1的驅動下，進行高頻率 的開關動作，使310V直流變成高頻的脈沖電壓，高頻脈沖電壓送到高頻升壓變壓器U4的初 級，經高頻升壓變壓器U4升壓后，從次級輸出高壓脈沖電壓，高壓脈沖電壓經過高壓整流 電路U5和高壓濾波電路U6后變成平滑的高壓直流，送入IGBT高壓高頻斬波模塊3。[0019] 參照圖3， IGBT高壓高頻斬波模塊3由IGBT斬波電路3_1、 IGBT斬波電路3_2、 IGBT斬波電路3-3……IGBT斬波電路3_n等功能參數一致的IGBT高壓高頻斬波電路板串 聯組成；所述IGBT斬波電路3-1的負極輸出端接IGBT斬波電路3_2的正極輸出端，IGBT 斬波電路3-2的負極輸出端接IGBT斬波電路3-3的正極輸出端，按此規(guī)律依次連接，IGBT 斬波電路3-1正極輸出端和IGBT斬波電路3-n的負極輸出端輸出高壓雙極性方波。 IGBT驅動信號21根據輸出信號的頻率和占空比送出相應頻率的P麗信號，該P麗 信號依次輸入IGBT斬波電路3-1、 IGBT斬波電路3_2、 IGBT斬波電路3_3……IGBT斬波電 路3-n，高壓直流22加在IGBT斬波電路3-1、 IGBT斬波電路3-2、 IGBT斬波電路3-3
IGBT斬波電路3-n另一輸入端，在P麗信號的驅動下，IGBT斬波電路對高壓直流22斬波， IGBT斬波電路輸出雙極性方波，因IGBT斬波電路輸出端的連接規(guī)律，使輸出電壓得到疊 加，從而輸出需要的高壓。 參照圖4，波形上升速率調節(jié)模塊5由五個并聯的高壓繼電器K1、K2、K3、K4、K5和 依次對應的100ns假負載5-1 、 200ns假負載5_2、 300ns假負載5_3、400ns假負載5_4、 500ns 假負載5-5組成，高壓繼電器Kl、 K2、 K3、 K4、 K5輸出端分別接100ns假負載5-l、200ns假 負載5-2、300ns假負載5_3、400ns假負載5_4、500ns假負載5-5。 從IGBT高壓高頻斬波模塊3輸出的高壓雙極性方波信號輸入波形上升速率調節(jié) 模塊5的高壓繼電器K1、K2、K3、K4、K5，按照設定的輸出高壓波形上升速率，選擇100ns假 負載5-1、200ns假負載5-2、300ns假負載5_3、400ns假負載5_4或500ns假負載5_5，被選 中的假負載對應的高壓繼電器閉合，經假負載后，對輸入的高壓雙極性方波信號的上升速 率、頻率、占空比進行調整，調整后的高壓雙極性方波信號從波形上升速率調節(jié)模塊5被選 中假負載的輸出端輸出。
權利要求一種高壓波形上升速率可調變頻電源裝置，其特征在于，由調頻調寬的標準方波源、高壓調壓模塊、IGBT高壓高頻斬波模塊、保護電路、波形上升速率調節(jié)模塊組成，調頻調寬的標準方波源的輸出端分別與高壓調壓模塊的輸入端和IGBT高壓高頻斬波模塊的輸入端連接，高壓調壓模塊輸出端與IGBT高壓高頻斬波模塊的輸入端連接，保護電路的輸出端接IGBT高壓高頻斬波模塊的輸入端，IGBT高壓高頻斬波模塊的輸出端與波形上升速率調節(jié)模塊的輸入端連接，波形上升速率調節(jié)模塊的輸出端將高壓輸出。
2. —種高壓波形上升速率可調變頻電源裝置，其特征在于，由調頻調寬的標準方波源、 高壓調壓模塊、IGBT高壓高頻斬波模塊、保護電路、波形上升速率調節(jié)模塊組成，調頻調寬 的標準方波源的輸出端分別與高壓調壓模塊的輸入端和IGBT高壓高頻斬波模塊的輸入端 連接，高壓調壓模塊輸出端與IGBT高壓高頻斬波模塊的輸入端連接，保護電路的輸出端接 IGBT高壓高頻斬波模塊的輸入端，IGBT高壓高頻斬波模塊的輸出端與波形上升速率調節(jié) 模塊的輸入端連接，波形上升速率調節(jié)模塊的輸出端將高壓輸出。
3. 根據權利要求1或2所述的高壓波形上升速率可調變頻電源裝置，其特征在于，IGBT 高壓高頻斬波模塊由至少兩塊功能參數一致的IGBT高壓高頻斬波電路板串聯而成。
4. 根據權利要求1或2所述的高壓波形上升速率可調變頻電源裝置，其特征在于，波 形上升速率調節(jié)模塊由五個并聯的高壓繼電器K1、K2、K3、K4、K5和依次對應的100ns假負 載、200ns假負載、300ns假負載、400ns假負載、500ns假負載組成，高壓繼電器Kl、 K2、 K3、 K4、K5輸出端分別接100ns假負載、200ns假負載、300ns假負載、400ns假負載、500ns假負 載。
專利摘要一種高壓波形上升速率可調變頻電源裝置，其包括調頻調寬的標準方波源、高壓調壓模塊、IGBT高壓高頻斬波模塊、保護電路、波形上升速率調節(jié)模塊，調頻調寬的標準方波源的輸出端分別與高壓調壓模塊的輸入端和IGBT高壓高頻斬波模塊的輸入端連接，高壓調壓模塊輸出端與IGBT高壓高頻斬波模塊的輸入端連接，保護電路的輸出端接IGBT高壓高頻斬波模塊的輸入端，IGBT高壓高頻斬波模塊的輸出端與波形上升速率調節(jié)模塊的輸入端連接，波形上升速率調節(jié)模塊的輸出端將高壓輸出。本實用新型穩(wěn)定性能高，波形上升速率可調，主要用于變頻電機用漆包線的耐電暈試驗、變頻電機匝間耐壓試驗和可以做為用來處理工業(yè)廢氣的脈沖電暈放電等離子體發(fā)生裝置。
文檔編號H02M7/217GK201499097SQ20092030707
公開日2010年6月2日 申請日期2009年7月30日 優(yōu)先權日2009年7月30日
發(fā)明者萬望龍, 張建國, 黃發(fā)富 申請人:萬望龍