專利名稱：一種電動機用電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電力變換領(lǐng)域，具體涉及一種電動機用電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的應(yīng)急電源種類很多大多數(shù)應(yīng)急電源都是將48VDC以下的直流電壓逆變?yōu)?220V交流電，功率只有幾百瓦，主要是用來照明用，在工業(yè)上無法使用。另外，也有許多生產(chǎn)應(yīng)急電源的廠家采用逆變將220VDC的或380VDC的直流電逆變?yōu)槿?20AC的電壓，然后利用變壓器升壓到380VAC給電動機提供電源，但這種逆變方式，電路復(fù)雜，體積大，無法做到調(diào)頻，電機啟動時電流非常大，啟動同樣功率的電動機這種設(shè)備的功率比電機功率大到 6-7倍，生產(chǎn)上不易實現(xiàn)，故市場上非常少，不實用?；谀壳斑@種情況，急需開發(fā)一種能穩(wěn)定工作，節(jié)能，性能比較優(yōu)越，便于維護的這種能在無交流電源的場所能驅(qū)動電動機工作的設(shè)備。

實用新型內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，經(jīng)過技術(shù)人員多次設(shè)計和研究，本實用新型提出一種電動機用電源系統(tǒng)，其可以在無交流電或停電的場所使用直流電源通過逆變能提供一個穩(wěn)定的三相380V的交流電源給電動機，驅(qū)使電動機工作。依據(jù)本實用新型的技術(shù)方案，提供一種電動機用電源系統(tǒng)，其包括直流電源1、斷路器2、IGBT開關(guān)元件3、升壓變壓器4、單相整流5、變頻器6、控制電源8、CPU板9、IGBT 驅(qū)動板10 ；其中直流電源1經(jīng)斷路器2連接至控制電源8和IGBT開關(guān)元件3，控制電源8 為CPU板9和IGBT驅(qū)動板10提供工作電壓，CPU板9輸出的信號送入IGBT驅(qū)動板10上， IGBT驅(qū)動板10輸出的信號驅(qū)動IGBT導(dǎo)通，升壓變壓器4的輸入和輸出端分別接到IGBT的輸出端和單相整流5的輸入端，變頻器6的輸入接單相整流5的輸出端。優(yōu)選地，在IGBT驅(qū)動板10上，核心控制模塊IC7的13腳接核心控制模塊IC8的 14腳，核心控制模塊IC8的13腳接地，核心控制模塊IC7、IC8的輸入端相串聯(lián)；穩(wěn)壓二極管DZ09的陽極與核心控制模塊IC7的1腳相連，穩(wěn)壓二極管DZ09的陰極與核心控制模塊 IC7的6腳連接；電阻R06、二極管D05、二極管D06串聯(lián)后分別與核心控制模塊IC7的1腳和IGBT驅(qū)動板的IGBT2的集電極C2相連；核心控制模塊IC7的5腳與IGBT驅(qū)動板IGBT2 的柵極G2之間接一個柵極電阻R02，柵極G2與發(fā)射極E2之間接一保護電阻R14和兩個穩(wěn)壓二極管DZ11、DZ12 ；核心控制模塊IC7的4腳和電源V3連接，核心控制模塊IC7的6腳和電源N3連接，穩(wěn)壓二極管DZlO和電阻RlO串聯(lián)后穩(wěn)壓二極管DZlO的陽極與核心控制模塊IC7的4腳連接，電阻RlO的另一端與核心控制模塊IC7的6腳連接；電解電容C05與穩(wěn)壓二極管DZlO并聯(lián)、電解電容C06與電阻RlO并聯(lián)。更優(yōu)選地，在IGBT驅(qū)動板10上，穩(wěn)壓二極管DZlO的陰極與發(fā)射極E2連接，核心控制模塊IC7的4腳經(jīng)一個電阻R18與故障反饋光電隔離模塊IC3的輸入端相連，核心控制模塊IC7的8腳與故障反饋光電隔離模塊IC3的另一個輸入端相連。[0008]更優(yōu)選地，在IGBT驅(qū)動板10上，穩(wěn)壓二極管DZ13的陽極與核心控制模塊IC8的 1腳相連，穩(wěn)壓二極管DZ13的陰極與核心控制模塊IC8的6腳連接；電阻R07、二極管D07、 二極管D08串聯(lián)后分別與核心控制模塊IC8的1腳和IGBT驅(qū)動板IGBT3的集電極C3相連；核心控制模塊IC8的5腳與IGBT驅(qū)動板IGBT3的柵極G3之間接一個柵極電阻R03，柵極G3與發(fā)射極E3之間接一保護電阻R15和兩個穩(wěn)壓二極管DZ15、DZ16 ；核心控制模塊IC8 的4腳和電源V4連接，核心控制模塊IC8的6腳和電源N4連接；穩(wěn)壓二極管DZ14和電阻 Rll串聯(lián)后穩(wěn)壓二極管DZ14的陽極與核心控制模塊IC8的4腳連接，電阻Rll的另一端與核心控制模塊IC8的6腳連接；電解電容C07與穩(wěn)壓二極管DZ14并聯(lián)、電解電容C08與電阻Rll并聯(lián)，穩(wěn)壓二極管DZ14的陰極與發(fā)射極E3連接，核心控制模塊IC8的4腳經(jīng)一個電阻R18與故障反饋光電隔離模塊IC4的輸入端相連，核心控制模塊IC8的8腳與故障反饋光電隔離模塊IC4的另一個輸入端相連。優(yōu)選地，在IGBT驅(qū)動板10上，核心控制模塊IC5的13腳接集成塊IC6的14腳， 核心控制模塊IC6的13腳接地，核心控制模塊IC5、IC6的輸入端相串聯(lián)；穩(wěn)壓二極管DZOl 的陽極與核心控制模塊IC5的1腳相連，穩(wěn)壓二極管DZOl的陰極與核心控制模塊IC5的6 腳連接；電阻R05、二極管D01、二極管D02串聯(lián)后分別與核心控制模塊IC5的1腳和IGBT 驅(qū)動板IGBTl的集電極Cl相連；核心控制模塊IC5的5腳與IGBT驅(qū)動板IGBTl的柵極Gl 之間接一個柵極電阻R01，柵極Gl與發(fā)射極El之間接一保護電阻R13和兩個穩(wěn)壓二極管 DZ03、DZ04 ；核心控制模塊IC5的4腳和電源Vl連接，核心控制模塊IC5的6腳和電源Nl 連接；穩(wěn)壓二極管DZ02和電阻R09串聯(lián)后穩(wěn)壓二極管DZ02的陽極與核心控制模塊IC5的 4腳連接，電阻R09的另一端與核心控制模塊IC5的6腳連接；電解電容COl與穩(wěn)壓二極管 DZ02并聯(lián)、電解電容C02與電阻R09并聯(lián)，穩(wěn)壓二極管DZ02的陰極與發(fā)射極El連接；核心控制模塊IC5的4腳經(jīng)一個電阻R17與故障反饋光電隔離模塊ICl的輸入端相連，核心控制模塊IC5的8腳與故障反饋光電隔離模塊ICl的另一個輸入端相連。更優(yōu)選地，在IGBT驅(qū)動板10上，穩(wěn)壓二極管DZ05的陽極與核心控制模塊IC6的1 腳相連，穩(wěn)壓二極管DZ05的陰極與核心控制模塊IC6的6腳連接；電阻R08、二極管D03、二極管D04串聯(lián)后分別與核心控制模塊IC6的1腳和IGBT驅(qū)動板IGBT4的集電極C4相連； 核心控制模塊IC6的5腳與IGBT驅(qū)動板IGBT4的柵極G4之間接一個柵極電阻R04，柵極G4 與發(fā)射極E4之間接一保護電阻R16和兩個穩(wěn)壓二極管DZ07、DZ08 ；核心控制模塊IC6的4 腳和電源V2連接，核心控制模塊IC6的6腳和電源N2連接。更優(yōu)選地，在IGBT驅(qū)動板10上，穩(wěn)壓二極管DZ06和電阻R12串聯(lián)后穩(wěn)壓二極管 DZ06的陽極與核心控制模塊IC6的4腳連接，電阻R12的另一端與核心控制模塊IC6的6 腳連接；電解電容C03與穩(wěn)壓二極管DZ06并聯(lián)、電解電容C04與電阻R12并聯(lián)，穩(wěn)壓二極管 DZ06的陰極與發(fā)射極E4連接，核心控制模塊IC6的4腳經(jīng)一個電阻R20與故障反饋光電隔離模塊IC2的輸入端相連，核心控制模塊IC6的8腳與故障反饋光電隔離模塊IC2的另一個輸入端相連。另外地，直流電源經(jīng)過斷路器接到5個獨立的開關(guān)電源DY1、DY2、OT3、OT4、OT5的輸入端；開關(guān)電源DYl的輸出端Vl接到核心控制模塊IC5的4腳、開關(guān)電源DYl的輸出端 Nl接到核心控制模塊IC5的6腳；開關(guān)電源DY2的輸出端V2接到核心控制模塊IC6的4 腳、開關(guān)電源DY2的輸出端N2接到核心控制模塊IC6的6腳；開關(guān)電源DTO的輸出端V3接
5到核心控制模塊IC7的4腳、開關(guān)電源OT3的輸出端N3接到核心控制模塊IC7的6腳；開關(guān)電源OT4的輸出端V4接到核心控制模塊IC8的4腳、開關(guān)電源OT4的輸出端N4接到核心控制模塊IC8的6腳；開關(guān)電源DTO的輸出端V5接到CPU板的控制模塊IC9的15腳、開關(guān)電源DTO的輸出端GND接到CPU板的控制模塊IC9的12腳。該實用新型提出的技術(shù)方案適用性強，易維護，具有無火花可靠性高的優(yōu)點。可廣泛運用于各種在沒有交流電源的場所或有交流電源卻處于停電狀態(tài)下而現(xiàn)場又不允許電機停下來的地方。

圖1為依據(jù)本實用新型的電動機用電源系統(tǒng)的邏輯控制圖；圖2為依據(jù)本實用新型的電動機用電源系統(tǒng)的電路示意圖；圖3為依據(jù)本實用新型的電源系統(tǒng)中的CPU板及其外圍元件連接示意圖；圖4為依據(jù)本實用新型的電源系統(tǒng)中的IGBT驅(qū)動電路的示意圖；圖5為依據(jù)本實用新型的電源系統(tǒng)中的控制電源接線示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖來詳細說明本實用新型的電動機用電源系統(tǒng)，下面僅僅作為示例來說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚地知曉，只要符合本實用新型的發(fā)明思想的系統(tǒng)均落入本實用新型之中；另外地，不應(yīng)當(dāng)將本實用新型的保護范圍僅僅限制至電動機用電源系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)或部件的具體參數(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)中的電機啟動時電流非常大，啟動同樣功率的電動機這種設(shè)備的功率比電機功率大到6-7倍，使用本實用新型所述的電動機用電源系統(tǒng)的技術(shù)方案，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電路復(fù)雜、體積大、無法做到調(diào)頻等技術(shù)難題，克服了現(xiàn)有生產(chǎn)上電動機啟動不易實現(xiàn)等技術(shù)缺陷問題；在生產(chǎn)實踐中在電動機運行平穩(wěn)、可靠取得了相當(dāng)不錯的技術(shù)效果。本實用新型的核心思想是，由直流變交流再變成直流后電壓送到變頻器內(nèi)，根據(jù)變頻器的變頻功能給電動機提供交流電源驅(qū)動電動機工作。本實用新型應(yīng)用的場所為，在沒有交流電源的場所或有交流電源卻處于停電狀態(tài)下而現(xiàn)場又不允許電機停下來的地方給電機提供電源動力驅(qū)動。本實用新型的發(fā)明思想在于直流電源1經(jīng)斷路器2給控制電源8和IGBT開關(guān)元件3提供輸入電源，斷路器2起到短路保護作用，控制電源8輸出電壓接到CPU板9和IGBT 驅(qū)動板10作為兩者的工作電壓，CPU板9得到工作電壓后自身輸出兩路信號SG1、SG2送入 IGBT驅(qū)動板10上，IGBT驅(qū)動板10接收到這兩路信號后經(jīng)過處理將SG2信號送入驅(qū)動板中的驅(qū)動板核心控制模塊IC5、IC6串聯(lián)后的電路中輸出兩路驅(qū)動信號驅(qū)動兩個IGBT導(dǎo)通； SGl信號送入驅(qū)動板中的驅(qū)動板核心控制模塊IC7、IC8串聯(lián)后的電路中輸出兩路驅(qū)動信號驅(qū)動另外兩個IGBT導(dǎo)通；這樣就產(chǎn)生了交變的電壓信號。升壓變壓器4接收到這個交變的電壓信號后送到變壓器的輸入端初級線圈上然后經(jīng)過變壓器升壓在次級線圈上產(chǎn)生一個很高的交變電壓，此交變電壓接到單相整流5的輸入端，通過單相整流后送入變頻器6的輸入端，同時在整流后的電路中加入電壓電流反饋模塊HI/HV11將檢測到的電壓和電流值反饋到CPU板的反饋端子上進行脈寬調(diào)制促使輸出電壓穩(wěn)定和電流在工作的允許范圍之內(nèi)。變頻器6得到這個穩(wěn)定的工作電壓后根據(jù)負載電動機7的工作特性進行對電動機的操作控制。在
以下結(jié)合附圖，具體地闡述應(yīng)用本實用新型思想的電動機用電源系統(tǒng)。圖1是一種電動機用電源系統(tǒng)，其包括直流電源1、斷路器2、IGBT開關(guān)元件3、升壓變壓器4、單相整流5、變頻器6、電動機7、控制電源8、CPU板9、IGBT驅(qū)動板10、反饋模塊 HI/HV11。直流電源1經(jīng)斷路器2給控制電源8和IGBT開關(guān)元件3提供輸入電源，斷路器2 起到短路保護作用，控制電源8輸出電壓接到CPU板9和IGBT驅(qū)動板10作為兩者的工作電壓，CPU板9輸出的信號送入IGBT驅(qū)動板10上，IGBT驅(qū)動板10輸出的信號驅(qū)動IGBT導(dǎo)通，升壓變壓器4的輸入和輸出端分別接到IGBT的輸出端和單相整流5的輸入端，變頻器6 的輸入和輸出端分別接單相整流5的輸出端和電動機7的輸入端，反饋模塊HI/HV11分別接單相整流5的輸出端和CPU板9的反饋端子上；反饋模塊HI/HV11給變頻器6提供一個穩(wěn)定的工作電源。圖2為電動機用電源系統(tǒng)的電路示意圖；IGBT開關(guān)元件3采用四個IGBT模塊作為開關(guān)元件，由直流電源經(jīng)斷路器QF1，正極連接到開關(guān)元件IGBTl 4的IGBT1、IGBT2的集電極C1、C2和吸收電容C21 —端，直流電源的負極接在IGBT3、IGBT4的發(fā)射極E3、E4和吸收電容C21另一端上，IGBTl的發(fā)射極E1、IGBT3的集電極C3和隔直電容C22相連；升壓變壓器BT的初級的一端與隔直電容C22 —端相連；另一端與IGBT2的E發(fā)射極2、IGBT4的發(fā)射極E4連接；升壓變壓器BT的次級的分別接在由4個快恢復(fù)二極管Vl V4組成的單相整流上，單相整流輸出的正極與變頻器BP的輸入端相連，單相整流輸出的負極也與變頻器BP的另一個輸入端相連，最后變頻器BP的輸出端與7電動機相連。反饋模塊HI/HV的輸入、輸出端分別接在單相整流的輸出端和CPU板上電流I、電壓V的端子上。圖3為圖1中的CPU板的外圍元件連接圖；CPU板包括控制模塊、調(diào)理模塊，其中調(diào)理模塊接收電壓反饋的信號后送入光電隔離模塊，然后進行濾波，并進行調(diào)整，此后送入控制模塊，控制模塊輸出兩路控制信號，其中一路控制信號SG2去IGBT驅(qū)動板10中的驅(qū)動板核心模塊IC5，另一控制信號SGl去IGBT驅(qū)動板10中的驅(qū)動板核心模塊IC7。光電隔離模塊IClO的輸入端與電阻似6連接后將電壓反饋信號接入，光電隔離模塊ICio實現(xiàn)了強電輸出部分與弱電控制部分的隔離，光電隔離模塊IClO的輸出端一端與基準電壓UO相連，光電隔離模塊IClO的另一端與電阻R25、電容C14、電阻R24、電阻R23、 電容C13組成濾波電路與調(diào)理模塊ICll的反向輸入端相連。調(diào)理模塊ICll的同向輸入端接一個可調(diào)電位器Wl作為門檻電壓的調(diào)整值，調(diào)理模塊ICll的輸出端與反向輸入端接一個電容C12構(gòu)成比例積分電路，同時調(diào)理模塊ICll 的輸出端經(jīng)過一個電阻R22與控制模塊IC9的管腳2相連?？刂颇KIC9為CPU的核心器件，電流反饋信號I直接與控制模塊IC9的1腳相連，控制模塊IC9的5腳與7腳之間接電阻R28，電阻似8是用來調(diào)整兩路信號輪流導(dǎo)通的死區(qū)時間，同時控制模塊IC9的5腳經(jīng)電容ClO接地，控制模塊IC9的6腳經(jīng)電阻R27接地；控制信號SG1、SG2的頻率由電容ClO和電阻R27的值決定；控制模塊IC9的15腳接電源V5，控制模塊IC9的12腳接地，控制模塊IC9的15腳與控制模塊IC9的13腳之間接電阻R31用來限制輸出電流的強度，控制模塊IC9的9腳與控制模塊IC9的1腳之間經(jīng)電容Cll連接構(gòu)成補償網(wǎng)絡(luò)；控制模塊IC9的8腳經(jīng)電解電容C15接地，實現(xiàn)軟啟動的功能；控制模塊IC9的10腳接收來自IGBT驅(qū)動板的故障信號，用來及時關(guān)斷控制信號SG1、SG2，保護IGBT模塊；而且電阻R29、電容C09并聯(lián)后一端接控制模塊IC9的10腳，電阻R29、電容 C09并聯(lián)后另一端接地；電阻R30與發(fā)光二極管D09串聯(lián)后一端接控制模塊IC9的10腳，另一端接地；控制模塊IC9的11腳和控制模塊IC9的14腳分別以交替的導(dǎo)通的形式給IGBT 驅(qū)動電路提供信號。圖4為IGBT驅(qū)動電路的示意圖IGBT驅(qū)動板包括4個核心控制模塊IC5、IC6、 IC7、IC8，4個故障反饋的光電隔離模塊IC1、IC2、IC3、IC4以及故障信號輸出模塊KZ ；其中核心控制模塊IC5、IC6串聯(lián)后用于接收到CPU板發(fā)出的控制信號SG2后、經(jīng)過核心控制模塊IC5、IC6信號處理后發(fā)出2路驅(qū)動信號分別給2個IGBT驅(qū)動；核心控制模塊IC7、IC8串聯(lián)后用于接收到CPU板發(fā)出的控制信號SGl后、經(jīng)過核心控制模塊IC7、IC8信號處理后發(fā)出2路驅(qū)動信號分別給2個IGBT驅(qū)動；在工作過程中如果出現(xiàn)故障后，4個核心控制模塊IC5、IC6、IC7、IC8就發(fā)出故障信號給4個故障反饋的光電隔離模塊IC1、IC2、IC3、IC4，故障反饋的光電隔離模塊IC1、 IC2、IC3、IC4將故障信號處理送到故障信號輸出模塊KZ，最后故障信號輸出模塊的輸出端接入CPU板內(nèi)控制模塊IC9的故障信號輸入端。故障反饋光電隔離模塊ICl的輸入端與電阻R17相連后接入核心控制模塊IC5的 4腳，故障反饋光電隔離模塊ICl另一個輸入端又與核心控制模塊IC5的8腳相連，然后故障反饋光電隔離模塊ICl的輸出端分別與故障反饋光電隔離模塊IC2、IC3、IC4的輸出端并聯(lián)；故障反饋光電隔離模塊IC2的輸入端與電阻R20相連后接入核心控制模塊IC6的4腳， 故障反饋光電隔離模塊IC2另一個輸入端又與核心控制模塊IC6的8腳相連，然后故障反饋光電隔離模塊IC2的輸出端分別與故障反饋光電隔離模塊IC1、IC3、IC4的輸出端并聯(lián)； 故障反饋光電隔離模塊IC3的輸入端與電阻R18相連后接入核心控制模塊IC7的4腳，故障反饋光電隔離模塊IC3另一個輸入端又與核心控制模塊IC7的8腳相連，然后故障反饋光電隔離模塊IC3的輸出端分別與故障反饋光電隔離模塊IC1、IC2、IC4的輸出端并聯(lián)；故障反饋光電隔離模塊IC4的輸入端與電阻R19相連后接入核心控制模塊IC7的4腳，故障反饋光電隔離模塊IC4另一個輸入端又與核心控制模塊IC7的8腳相連，然后故障反饋光電隔離模塊IC4的輸出端分別與故障反饋光電隔離模塊IC1、IC2、IC3的輸出端并聯(lián)。使用晶閘管作為故障信號輸出模塊KZ，晶閘管的陽極經(jīng)電阻R21連接后與門極同時接到故障反饋光電隔離模塊IC1、IC2、IC3、IC4的兩個輸出端上，陰極與CPU板控制模塊 IC9的10腳連接，陽極接基準電壓UO0核心控制模塊IC5、IC6、IC7、IC8中，來自CPU板的控制信號SGl接到核心控制模塊IC7的14腳，核心控制模塊IC7的13腳接核心控制模塊IC8的14腳，核心控制模塊 IC8的13腳接地，這樣核心控制模塊IC7、IC8的輸入端相串聯(lián)；同時核心控制模塊IC7輸出信號給IGBT驅(qū)動板IGBT2，核心控制模塊IC8輸出信號給IGBT驅(qū)動板IGBT3 ；穩(wěn)壓二極管DZ09的陽極與核心控制模塊IC7的1腳相連，穩(wěn)壓二極管DZ09的陰極與核心控制模塊 IC7的6腳連接；電阻R06、二極管D05、二極管D06串聯(lián)后分別與核心控制模塊IC7的1腳和IGBT驅(qū)動板IGBT2的集電極C2相連；核心控制模塊IC7的5腳與IGBT驅(qū)動板IGBT2的柵極G2之間接一個柵極電阻R02，柵極G2與發(fā)射極E2之間接一保護電阻R14和兩個穩(wěn)壓二極管DZl 1、DZ12 ；核心控制模塊IC7的4腳和電源V3連接，核心控制模塊IC7的6腳和電源N3連接，穩(wěn)壓二極管DZlO和電阻RlO串聯(lián)后穩(wěn)壓二極管DZlO的陽極與核心控制模塊 IC7的4腳連接，電阻RlO的另一端與核心控制模塊IC7的6腳連接；電解電容C05與穩(wěn)壓二極管DZlO并聯(lián)、電解電容C06與電阻RlO并聯(lián)。穩(wěn)壓二極管DZlO的陰極與發(fā)射極E2連接，核心控制模塊IC7的4腳經(jīng)一個電阻R18與故障反饋光電隔離模塊IC3的輸入端相連， 核心控制模塊IC7的8腳與故障反饋光電隔離模塊IC3的另一個輸入端相連。穩(wěn)壓二極管DZ13的陽極與核心控制模塊IC8的1腳相連，穩(wěn)壓二極管DZ13的陰極與核心控制模塊 IC8的6腳連接；電阻R07、二極管D07、二極管D08串聯(lián)后分別與核心控制模塊IC8的1腳和IGBT驅(qū)動板IGBT3的集電極C3相連；核心控制模塊IC8的5腳與IGBT驅(qū)動板IGBT3的柵極G3之間接一個柵極電阻R03，柵極G3與發(fā)射極E3之間接一保護電阻R15和兩個穩(wěn)壓二極管DZ15、DZ16 ；核心控制模塊IC8的4腳和電源V4連接，核心控制模塊IC8的6腳和電源N4連接；穩(wěn)壓二極管DZ14和電阻Rll串聯(lián)后穩(wěn)壓二極管DZ14的陽極與核心控制模塊 IC8的4腳連接，電阻Rll的另一端與核心控制模塊IC8的6腳連接；電解電容C07與穩(wěn)壓二極管DZ14并聯(lián)、電解電容C08與電阻Rll并聯(lián)，穩(wěn)壓二極管DZ14的陰極與發(fā)射極E3連接，核心控制模塊IC8的4腳經(jīng)一個電阻R18與故障反饋光電隔離模塊IC4的輸入端相連， 核心控制模塊IC8的8腳與故障反饋光電隔離模塊IC4的另一個輸入端相連。 同樣在圖4中，來自CPU板的信號SG2接到核心控制模塊IC5的14腳，核心控制模塊IC5的13腳接集成塊IC6的14腳，核心控制模塊IC6的13腳接地，這樣兩個核心控制模塊IC5、IC6的輸入端相串聯(lián)，同時核心控制模塊IC5輸出信號給IGBT驅(qū)動板IGBT1， 核心控制模塊IC6輸出信號給IGBT驅(qū)動板IGBT4 ；穩(wěn)壓二極管DZOl的陽極與核心控制模塊IC5的1腳相連，穩(wěn)壓二極管DZOl的陰極與核心控制模塊IC5的6腳連接；電阻R05、二極管D01、二極管D02串聯(lián)后分別與核心控制模塊IC5的1腳和IGBT驅(qū)動板IGBTl的集電極Cl相連；核心控制模塊IC5的5腳與IGBT驅(qū)動板IGBTl的柵極Gl之間接一個柵極電阻ROl，柵極Gl與發(fā)射極El之間接一保護電阻R13和兩個穩(wěn)壓二極管DZ03、DZ04 ；核心控制模塊IC5的4腳和電源Vl連接，核心控制模塊IC5的6腳和電源m連接；穩(wěn)壓二極管 DZ02和電阻R09串聯(lián)后穩(wěn)壓二極管DZ02的陽極與核心控制模塊IC5的4腳連接，電阻R09 的另一端與核心控制模塊IC5的6腳連接；電解電容COl與穩(wěn)壓二極管DZ02并聯(lián)、電解電容C02與電阻R09并聯(lián)，穩(wěn)壓二極管DZ02的陰極與發(fā)射極El連接；核心控制模塊IC5的4 腳經(jīng)一個電阻R17與故障反饋光電隔離模塊ICl的輸入端相連，核心控制模塊IC5的8腳與故障反饋光電隔離模塊ICl的另一個輸入端相連。穩(wěn)壓二極管DZ05的陽極與核心控制模塊IC6的1腳相連，穩(wěn)壓二極管DZ05的陰極與核心控制模塊IC6的6腳連接；電阻R08、 二極管D03、二極管D04串聯(lián)后分別與核心控制模塊IC6的1腳和IGBT驅(qū)動板IGBT4的集電極C4相連；核心控制模塊IC6的5腳與IGBT驅(qū)動板IGBT4的柵極G4之間接一個柵極電阻R04，柵極G4與發(fā)射極E4之間接一保護電阻R16和兩個穩(wěn)壓二極管DZ07、DZ08 ；核心控制模塊IC6的4腳和電源V2連接，核心控制模塊IC6的6腳和電源N2連接；穩(wěn)壓二極管 DZ06和電阻R12串聯(lián)后穩(wěn)壓二極管DZ06的陽極與核心控制模塊IC6的4腳連接，電阻R12 的另一端與核心控制模塊IC6的6腳連接；電解電容C03與穩(wěn)壓二極管DZ06并聯(lián)、電解電容C04與電阻R12并聯(lián)，穩(wěn)壓二極管DZ06的陰極與發(fā)射極E4連接，核心控制模塊IC6的4 腳經(jīng)一個電阻R20與故障反饋光電隔離模塊IC2的輸入端相連，核心控制模塊IC6的8腳與故障反饋光電隔離模塊IC2的另一個輸入端相連。圖5為圖1中的控制電源接線示意圖。直流電源經(jīng)過斷路器接到5個獨立的開關(guān)電源DY1、DY2、DY3、DY4、OT5的輸入端；經(jīng)過開關(guān)電源降壓處理輸出穩(wěn)定的低壓電壓；開關(guān)電源DYl的輸出端Vl接到核心控制模塊IC5的4腳、開關(guān)電源DYl的輸出端m接到核心控制模塊IC5的6腳；開關(guān)電源DY2的輸出端V2接到核心控制模塊IC6的4腳、開關(guān)電源 DY2的輸出端N2接到核心控制模塊IC6的6腳；開關(guān)電源OT3的輸出端V3接到核心控制模塊IC7的4腳、開關(guān)電源OT3的輸出端N3接到核心控制模塊IC7的6腳；開關(guān)電源OT4 的輸出端V4接到核心控制模塊IC8的4腳、開關(guān)電源DW的輸出端N4接到核心控制模塊 IC8的6腳；開關(guān)電源DTO的輸出端V5接到CPU板的控制模塊IC9的15腳、開關(guān)電源DTO 的輸出端GND接到CPU板的控制模塊IC9的12腳。在本實用新型中，直流電源采用密封免維護的鉛酸蓄電池組串聯(lián)而成，每節(jié)蓄電池的電壓是12VDC，容量按照功率等級依次可選，例如40AH、65AH、80AH、100AH、120AH、 150AH、200AH等等。采用此蓄電池的特點是性能穩(wěn)定，免維護，循環(huán)壽命長，可靠性高，不需要像常規(guī)蓄電池一樣里面加酸。另外地，四個IGBT 1 4采用全橋逆變使整個輸出功率變大。其特點是采用新型的大功率電力電子器件IGBT，保證了變頻電源具有頻率使用范圍寬，輸出功率大，工作頻率高，開關(guān)速度快，熱穩(wěn)定性好的特點。更具體地，驅(qū)動IGBTl、IGBT2、IGBT3、IGBT4導(dǎo)通的CPU板的電路主要由SGI3525 集成塊以及外圍電路相互連接而成；而驅(qū)動IGBTl、IGBT2、IGBT3、IGBT4的驅(qū)動板主要由 M57959AL及外圍電路相互連接而成；反饋電路由電流電壓傳感器HI/HV和集成塊LM3M組成。而四個驅(qū)動板和CPU板的控制電源KZDY單獨由5路開關(guān)電源獨立提供。在本實用新型中使用的高頻變壓器BT鐵芯采用鐵基納米晶材料，其特點是體積小、輸出功率大。輸入電壓范圍100-500VAC、輸出電壓范圍300-2000VAC，頻率范圍 1000HZ-30000HZ。例如這種材料的物理特性是飽和磁感應(yīng)強度大(為1. 25特斯拉)、剩余磁感應(yīng)強度小(< 0. 2特斯拉)、導(dǎo)磁率高(> 20000特斯拉)等等。可根據(jù)功率大小將高頻變壓器BT并聯(lián)使用使輸出滿足大功率的要求。為了防止高頻變壓器BT磁偏現(xiàn)象而導(dǎo)致發(fā)熱或燒毀，在高頻變壓器BT初級線圈中串入了隔直電容C22，進而有效地防止了上述現(xiàn)象。高頻變壓器BT輸出產(chǎn)生的高頻交流電壓通過由4個快恢復(fù)二極管Vl V4組成的單相整流橋整流為直流?？旎謴?fù)二極管Vl V4的優(yōu)點是開關(guān)特性好、頻率高、反響恢復(fù)時間短、正向電流大、體積小、安裝簡便等等?？旎謴?fù)二極管Vl V4容量大小的選擇也是根據(jù)負載功率的大小將其并聯(lián)來增容實現(xiàn)。整流而成的直流電源直接接入變頻器BP輸入端，然后根據(jù)變頻器BP的特性可方便的實現(xiàn)電動機的各種控制，而變頻器的選擇及使用目前非常普遍功率等級范圍也比較使用本實用新型的電源設(shè)備的主要優(yōu)點在于1、采用新型絕緣柵雙極型晶體管IGBT作為電路的開關(guān)元件，引出線少，結(jié)構(gòu)簡單，安裝和維修方便等優(yōu)點。2、利用吸收電容C21能有效地吸收由于電路接線電感而產(chǎn)生的高壓帶來的危害。[0048]3、采用隔直電容C22能有效地防止變壓器磁芯偏離平衡點造成飽和，損壞開關(guān)元件的現(xiàn)象。4、采用高頻，能減少變壓器的體積。5、利用變頻器原理能有效地抑制電動機啟動時電流為額定電流大幾倍電流而帶來的沖擊。6、利用電流內(nèi)反饋和電壓外反饋雙閉環(huán)技術(shù)和脈寬調(diào)制PWM技術(shù)，輸出穩(wěn)定。在本實用新型的具體電路中的保護功能有1、短路保護，2、過流保護，3、控制電壓欠壓保護。如上述，已經(jīng)清楚詳細地描述了本實用新型提出的電動機用電源系統(tǒng)，但是本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員可以理解，在不背離所附權(quán)利要求定義的本實用新型的精神和范圍的情況下，可以在形式和細節(jié)中做出多種修改。因此，所有參考本實用新型技術(shù)方案所做出的各種各樣的修改，均應(yīng)當(dāng)歸入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
1權(quán)利要求1.一種電動機用電源系統(tǒng)，其特征在于，電動機用電源系統(tǒng)包括直流電源(1)、斷路器 ⑵、IGBT開關(guān)元件(3)、升壓變壓器⑷、單相整流(5)、變頻器(6)、控制電源⑶、CPU板(9)、IGBT驅(qū)動板(10)；直流電源(1)經(jīng)斷路器(2)連接至控制電源(8)和IGBT開關(guān)元件(3)，控制電源(8) 為CPU板(9)和IGBT驅(qū)動板(10)提供工作電壓，CPU板(9)輸出的信號送入IGBT驅(qū)動板(10)上，IGBT驅(qū)動板(10)輸出的信號驅(qū)動IGBT導(dǎo)通，升壓變壓器的輸入和輸出端分別接到IGBT的輸出端和單相整流(5)的輸入端，變頻器(6)的輸入接單相整流(5)的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電動機用電源系統(tǒng)，其特征在于，在IGBT驅(qū)動板(10)上， 核心控制模塊IC7的13腳接核心控制模塊IC8的14腳，核心控制模塊IC8的13腳接地， 核心控制模塊IC7、IC8的輸入端相串聯(lián)；穩(wěn)壓二極管DZ09的陽極與核心控制模塊IC7的 1腳相連，穩(wěn)壓二極管DZ09的陰極與核心控制模塊IC7的6腳連接；電阻R06、二極管D05、 二極管D06串聯(lián)后分別與核心控制模塊IC7的1腳和IGBT驅(qū)動板的IGBT2的集電極C2相連；核心控制模塊IC7的5腳與IGBT驅(qū)動板IGBT2的柵極G2之間接一個柵極電阻R02，柵極G2與發(fā)射極E2之間接一保護電阻R14和兩個穩(wěn)壓二極管DZ11、DZ12 ；核心控制模塊IC7 的4腳和電源V3連接，核心控制模塊IC7的6腳和電源N3連接，穩(wěn)壓二極管DZlO和電阻 RlO串聯(lián)后穩(wěn)壓二極管DZlO的陽極與核心控制模塊IC7的4腳連接，電阻RlO的另一端與核心控制模塊IC7的6腳連接；電解電容C05與穩(wěn)壓二極管DZlO并聯(lián)、電解電容C06與電阻RlO并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的電動機用電源系統(tǒng)，其特征在于，在IGBT驅(qū)動板(10)上， 穩(wěn)壓二極管DZlO的陰極與發(fā)射極E2連接，核心控制模塊IC7的4腳經(jīng)一個電阻R18與故障反饋光電隔離模塊IC3的輸入端相連，核心控制模塊IC7的8腳與故障反饋光電隔離模塊IC3的另一個輸入端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的電動機用電源系統(tǒng)，其特征在于，在IGBT驅(qū)動板(10)上， 穩(wěn)壓二極管DZ13的陽極與核心控制模塊IC8的1腳相連，穩(wěn)壓二極管DZ13的陰極與核心控制模塊IC8的6腳連接；電阻R07、二極管D07、二極管D08串聯(lián)后分別與核心控制模塊 IC8的1腳和IGBT驅(qū)動板IGBT3的集電極C3相連；核心控制模塊IC8的5腳與IGBT驅(qū)動板IGBT3的柵極G3之間接一個柵極電阻R03，柵極G3與發(fā)射極E3之間接一保護電阻R15 和兩個穩(wěn)壓二極管DZ15、DZ16 ；核心控制模塊IC8的4腳和電源V4連接，核心控制模塊IC8 的6腳和電源N4連接；穩(wěn)壓二極管DZ14和電阻Rll串聯(lián)后穩(wěn)壓二極管DZ14的陽極與核心控制模塊IC8的4腳連接，電阻Rll的另一端與核心控制模塊IC8的6腳連接；電解電容 C07與穩(wěn)壓二極管DZ14并聯(lián)、電解電容C08與電阻Rll并聯(lián)，穩(wěn)壓二極管DZ14的陰極與發(fā)射極E3連接，核心控制模塊IC8的4腳經(jīng)一個電阻R18與故障反饋光電隔離模塊IC4的輸入端相連，核心控制模塊IC8的8腳與故障反饋光電隔離模塊IC4的另一個輸入端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電動機用電源系統(tǒng)，其特征在于，在IGBT驅(qū)動板(10)上， 核心控制模塊IC5的13腳接集成塊IC6的14腳，核心控制模塊IC6的13腳接地，核心控制模塊IC5、IC6的輸入端相串聯(lián)；穩(wěn)壓二極管DZOl的陽極與核心控制模塊IC5的1腳相連，穩(wěn)壓二極管DZOl的陰極與核心控制模塊IC5的6腳連接；電阻R05、二極管D01、二極管 D02串聯(lián)后分別與核心控制模塊IC5的1腳和IGBT驅(qū)動板IGBTl的集電極Cl相連；核心控制模塊IC5的5腳與IGBT驅(qū)動板IGBTl的柵極Gl之間接一個柵極電阻R01，柵極Gl與發(fā)射極El之間接一保護電阻R13和兩個穩(wěn)壓二極管DZ03、DZ04 ；核心控制模塊IC5的4腳和電源Vl連接，核心控制模塊IC5的6腳和電源附連接；穩(wěn)壓二極管DZ02和電阻R09串聯(lián)后穩(wěn)壓二極管DZ02的陽極與核心控制模塊IC5的4腳連接，電阻R09的另一端與核心控制模塊IC5的6腳連接；電解電容COl與穩(wěn)壓二極管DZ02并聯(lián)、電解電容C02與電阻R09 并聯(lián)，穩(wěn)壓二極管DZ02的陰極與發(fā)射極El連接；核心控制模塊IC5的4腳經(jīng)一個電阻R17 與故障反饋光電隔離模塊ICl的輸入端相連，核心控制模塊IC5的8腳與故障反饋光電隔離模塊ICl的另一個輸入端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的電動機用電源系統(tǒng)，其特征在于，在IGBT驅(qū)動板(10)上， 穩(wěn)壓二極管DZ05的陽極與核心控制模塊IC6的1腳相連，穩(wěn)壓二極管DZ05的陰極與核心控制模塊IC6的6腳連接；電阻R08、二極管D03、二極管D04串聯(lián)后分別與核心控制模塊 IC6的1腳和IGBT驅(qū)動板IGBT4的集電極C4相連；核心控制模塊IC6的5腳與IGBT驅(qū)動板IGBT4的柵極G4之間接一個柵極電阻R04，柵極G4與發(fā)射極E4之間接一保護電阻R16 和兩個穩(wěn)壓二極管DZ07、DZ08 ；核心控制模塊IC6的4腳和電源V2連接，核心控制模塊IC6 的6腳和電源N2連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的電動機用電源系統(tǒng)，其特征在于，在IGBT驅(qū)動板(10)上， 穩(wěn)壓二極管DZ06和電阻R12串聯(lián)后穩(wěn)壓二極管DZ06的陽極與核心控制模塊IC6的4腳連接，電阻R12的另一端與核心控制模塊IC6的6腳連接；電解電容C03與穩(wěn)壓二極管DZ06 并聯(lián)、電解電容C04與電阻R12并聯(lián)，穩(wěn)壓二極管DZ06的陰極與發(fā)射極E4連接，核心控制模塊IC6的4腳經(jīng)一個電阻R20與故障反饋光電隔離模塊IC2的輸入端相連，核心控制模塊IC6的8腳與故障反饋光電隔離模塊IC2的另一個輸入端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中所述的任一電動機用電源系統(tǒng)，其特征在于，直流電源經(jīng)過斷路器接到5個獨立的開關(guān)電源DY1、DY2、OT3、OT4、OT5的輸入端；開關(guān)電源DYl的輸出端Vl 接到核心控制模塊IC5的4腳、開關(guān)電源DYl的輸出端m接到核心控制模塊IC5的6腳； 開關(guān)電源DY2的輸出端V2接到核心控制模塊IC6的4腳、開關(guān)電源DY2的輸出端N2接到核心控制模塊IC6的6腳；開關(guān)電源DTO的輸出端V3接到核心控制模塊IC7的4腳、開關(guān)電源OT3的輸出端N3接到核心控制模塊IC7的6腳；開關(guān)電源OT4的輸出端V4接到核心控制模塊IC8的4腳、開關(guān)電源OT4的輸出端N4接到核心控制模塊IC8的6腳；開關(guān)電源 DY5的輸出端V5接到CPU板的控制模塊IC9的15腳、開關(guān)電源DTO的輸出端GND接到CPU 板的控制模塊IC9的12腳。
專利摘要本實用新型公開了一種電動機用電源系統(tǒng)，其特點主要在于由直流變交流再變成直流后電壓送到變頻器內(nèi)，根據(jù)變頻器的變頻功能給電動機提供交流電源驅(qū)動電動機工作。電動機用電源系統(tǒng)主要由直流電源、斷路器、開關(guān)元件、升壓變壓器、單相整流模塊、變頻器、控制電源、CPU板、IGBT驅(qū)動板、反饋模塊組成。本實用新型主要應(yīng)用為將直流電源經(jīng)斷路器后通過四個開關(guān)元件形成高頻的交流電源提供給升壓變壓器、再經(jīng)過升壓變壓器升壓后經(jīng)單相整流變成直流電源供給變頻器，然后根據(jù)變頻器的特性控制電動機工作。該實用新型適用性強、易維護、具有無火花可靠性高的優(yōu)點?？蓮V泛運用于各種在沒有交流電源的場所或有交流電源卻處于停電狀態(tài)下而現(xiàn)場又不允許電機停下來的地方。
文檔編號H02M3/335GK202009340SQ20112014247
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者劉博 , 呂鳳鈞, 張承臣, 樊明元, 邵貴成 申請人:撫順隆基電磁科技有限公司