一种变频控制器及空调器论文和设计-游剑波

全文摘要

本实用新型提供了一种变频控制器及空调器，变频控制器包括：三相整流电路、滤波电路、尖峰电压吸收电路及三相逆变电路，其中，三相整流电路的输入端用于与交流电源电连接，用于将三相交流电源的交流信号转化为直流信号，滤波电路包括滤波电感L及滤波电容C1，用于滤除尖峰电压及高频干扰，尖峰电压吸收电路与滤波电感L的两端均电连接，用于吸收电路中的尖峰电压，防止电压升高损坏变频控制器。通过采用较小的薄膜电容代替传统笨重的电感和电解电容，达到降低系统成本、体积和重量的目的。此外设置了尖峰电压吸收电路，防止因较小的薄膜电容导致的尖峰电压损坏电路，提高了变频控制器的稳定性。

主设计要求

1.一种变频控制器，其特征在于，所述变频控制器(100)包括：三相整流电路(110)、滤波电路(120)、尖峰电压吸收电路(130)及三相逆变电路(140)，其中，所述三相整流电路(110)的输入端用于与三相交流电源电连接，所述三相整流电路(110)的输出端通过所述滤波电路(120)与所述三相逆变电路(140)电连接，所述三相整流电路(110)用于将三相交流电源的交流信号转化为直流信号，所述滤波电路(120)包括滤波电感L及滤波电容C1，所述滤波电感L的第一端与所述三相整流电路(110)的正极输出端电连接，所述滤波电感L的第二端与所述三相逆变电路(140)的输入端电连接，所述滤波电容C1的第一端与所述滤波电感L的第二端电连接，所述滤波电容C1的第二端与所述三相整流电路(110)的负极输出端电连接，所述滤波电路(120)用于滤除尖峰电压及高频干扰，所述尖峰电压吸收电路(130)与所述滤波电感L的两端均电连接，用于吸收电路中的尖峰电压，防止电压升高损坏变频控制器(100)；所述三相逆变电路(140)用于连接电机控制电机运转。

设计方案

2.如权利要求1所述的变频控制器，其特征在于，所述滤波电容C1为薄膜电容。

3.如权利要求1所述的变频控制器，其特征在于，所述尖峰电压吸收电路(130)包括输入端及输出端，尖峰电压吸收电路(130)的输入端与输出端之间设置有至少一个用于吸收尖峰高压的电容，所述输入端包括第一输入端及第二输入端，所述尖峰电压吸收电路(130)的第一输入端与所述滤波电感L的第一端电连接，尖峰电压吸收电路(130)的第二输入端与所述滤波电感L的第二端电连接，所述尖峰电压吸收电路(130)的输出端与所述三相整流电路(110)的负极输出端电连接。

4.如权利要求3所述的变频控制器，其特征在于，所述尖峰电压吸收电路(130)的输入端与所述电容之间设置有至少一个分压电阻。

5.如权利要求4所述的变频控制器，其特征在于，所述尖峰电压吸收电路(130)包括二极管D1、二极管D2、电阻R1、电容C2以及电容C3，二极管D1的阴极、二极管D2的阴极均与电阻R1的第一端电连接，电阻R1的第二端通过电容C2与电容C3的第一端电连接，电容C3的第二端与所述三相整流电路(110)的负极输出端电连接，电阻R1用于分压，防止电压过大损坏电容C2及电容C3，尖峰电压吸收电路(130)的第一输入端形成于二极管D1的阳极，尖峰电压吸收电路(130)的第二输入端形成于二极管D2的阳极，尖峰电压吸收电路(130)的输出端形成于电容C3的第二端。

6.如权利要求5所述的变频控制器，其特征在于，所述尖峰电压吸收电路(130)包括电阻R2、电阻R3，所述电阻R2并联于所述电容C2的两端，所述电阻R3并联于所述电容C3的两端，所述电阻R2、电阻R3用于分压。

7.如权利要求6所述的变频控制器，其特征在于，所述电阻R2与电阻R3的电阻值的差值小于预设值。

8.如权利要求1所述的变频控制器，其特征在于，所述变频控制器(100)还包括控制电路(150)，所述控制电路(150)与所述三相逆变电路(140)电连接，所述控制电路(150)用于调整三相逆变电路(140)的运行状态，以使三相逆变电路(140)控制电机平稳运行。

9.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括如权利要求1～8任意一项所述的变频控制器(100)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及变频控制器技术领域，具体而言，涉及一种变频控制器及空调器。

背景技术

现有三相电源变频驱动控制器拓扑结构如图1所示，三相交流电源先经过三相整流桥变成脉动直流电压，再经过电感和电解电容滤波，最后送给三相逆变器驱动电机。整机功率较大，且电压较高，所以需要大容量电容或多个小电容并联后再串联起来，这样LC组成的滤波电路就比较大、笨重，成本也比较高，若采用单个小电容或小电感组成滤波电路，会导致母线电压波动较大，影响变频控制器的稳定性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供种变频控制器及空调器，以改善现有的变频驱动控制器体积、质量较大、稳定性不足等问题。

本实用新型实施例提供了一种变频控制器，所述变频控制器包括：三相整流电路、滤波电路、尖峰电压吸收电路及三相逆变电路，其中，所述三相整流电路的输入端用于与三相交流电源电连接，所述三相整流电路的输出端通过所述滤波电路与所述三相逆变电路电连接，所述三相整流电路用于将三相交流电源的交流信号转化为直流信号，所述滤波电路包括滤波电感L及滤波电容C1，所述滤波电感L的第一端与所述三相整流电路的正极输出端电连接，所述滤波电感L的第二端与所述三相逆变电路的输入端电连接，所述滤波电容C1的第一端与所述滤波电感L的第二端电连接，所述滤波电容C1的第二端与所述三相整流电路的负极输出端电连接，所述滤波电路用于滤除尖峰电压及高频干扰，所述尖峰电压吸收电路与所述滤波电感L的两端均电连接，用于吸收电路中的尖峰电压，防止电压升高损坏变频控制器；所述三相逆变电路用于连接电机控制电机运转。所述滤波电容C1为薄膜电容。通过用小容量的薄膜电容代替传统笨重的电感和电解电容，达到降低系统成本、体积和重量的目的。

进一步地，所述尖峰电压吸收电路包括输入端及输出端，尖峰电压吸收电路的输入端与输出端之间设置有至少一个用于吸收尖峰高压的电容，所述输入端包括第一输入端及第二输入端，所述尖峰电压吸收电路的第一输入端与所述滤波电感L的第一端电连接，尖峰电压吸收电路的第二输入端与所述滤波电感L的第二端电连接，所述尖峰电压吸收电路的输出端与所述三相整流电路的负极输出端电连接。利用尖峰电压吸收电路将瞬时高压吸收，防止尖峰电压损坏电路元件对变频控制器的稳定性造成影响。

进一步地，所述尖峰电压吸收电路的输入端与所述电容之间设置有至少一个分压电阻。设置分压电阻可以防止尖峰电压吸收电路中的电容被击穿。

进一步地，所述尖峰电压吸收电路包括二极管D1、二极管D2、电阻R1、电容C2以及电容C3，二极管D2的阴极、二极管D1的阴极均与电阻R1的第一端电连接，电阻R1的第二端通过电容C2与电容C3的第一端电连接，电容C3的第二端与所述三相整流电路的负极输出端电连接，电阻R1用于分压，防止电压过大损坏电容C2及电容C3，尖峰电压吸收电路的第一输入端形成于二极管D1的阳极，尖峰电压吸收电路的第二输入端形成于二极管D2的阳极，尖峰电压吸收电路的输出端形成于电容C3的第二端。

进一步地，所述尖峰电压吸收电路包括电阻R2、电阻R3，所述电阻R2并联于所述电容C2的两端，所述电阻R3并联于所述电容C3的两端，所述电阻R2、电阻R3用于分压。

进一步地，所述电阻R2与电阻R3的电阻值的差值小于预设值。电阻R2、电阻R3的阻值相当，可以使电容C2、电容C3两端的电压大致相同，同时也起到分压放电的作用，消耗过高的尖峰电压。

进一步地，所述变频控制器还包括控制电路，所述控制电路与所述三相逆变电路电连接，所述控制电路用于调整三相逆变电路的运行状态，以使三相逆变电路控制电机平稳运行。

本实用新型还提供了一种空调器，所述空调器包括上述的变频控制器。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了现有的变频控制器示意图。

图2示出了本实施例提供的变频控制器的示意图。

图3示出了本实施例提供的变频控制器的电路连接示意图。

图标：100-变频控制器；110-三相整流电路；120-滤波电路；130-尖峰电压吸收电路；140-三相逆变电路；150-控制电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

请参阅图2及图3，本实施例提供了一种变频控制器100，所述变频控制器100包括：三相整流电路110、滤波电路120、尖峰电压吸收电路130、三相逆变电路140及控制电路150。

其中，所述三相整流电路110用于将三相交流信号转变为直流信号，并将转化后的直流信号传输至三相逆变电路140，三相逆变电路140用于连接电机控制电机运转。所述滤波电路120用于对转化后的直流信号进行滤波，所述尖峰电压吸收电路130用于防止滤波电路120两端的电压过大损坏电路。

三相整流电路110的输入端用于与三相交流电源电连接，以接入交流信号。所述三相整流电路110的输出端通过所述滤波电路120与所述三相逆变电路140电连接，于本实施例中，所述三相整流电路110由D3-D8六个二极管组成，用于将三相交流电源的交流信号转化为直流信号。但不限于此，三相整流电路110还可以由其他的元件组成，例如，还可以是集成的整流器。

所述滤波电路120用于滤除尖峰电压及高频干扰，所述滤波电路120包括滤波电感L及滤波电容C1，所述滤波电感L的第一端与所述三相整流电路110的正极输出端电连接，所述滤波电感L的第二端与所述三相逆变电路140的输入端电连接，所述滤波电容C1的第一端与所述滤波电感L的第二端电连接，所述滤波电容C1的第二端与所述三相整流电路110的负极输出端电连接。滤波电容C1采用耐高压的薄膜电容，容量较小，用来滤波，以及吸收瞬间的尖峰电压。滤波电感L用来滤除电路中的高频干扰，包括三相整流电路110产生的高频干扰以及三相逆变电路140产生的高频干扰。

现有技术的变频控制器100滤波一般采用大电容(例如电解电容)或多个小电容，这样会造成滤波电路120的体积较大、笨重，并且成本也比较高。于本实施例中，采用容值较小的薄膜电容，可以缩小变频控制器100的体积，减轻重量，降低成本。但采用较小的电容容易造成直流母线电压波动较大，因此本实施例这只尖峰电压吸收电路130，用以吸收尖峰电压，防止电压波动影响变频控制器100以及电机的稳定性。

所述尖峰电压吸收电路130与所述滤波电感L的两端均电连接，用于吸收电路中的尖峰电压，抑制直流电压过高，防止电压升高损坏变频控制器100。所述尖峰电压吸收电路130包括输入端及输出端，尖峰电压吸收电路130的输入端与输出端之间设置有至少一个用于吸收尖峰高压的电容，当电路中出现尖峰电压时，所述电容可以将尖峰电压吸收储存，避免尖峰电压损坏电路。所述尖峰电压吸收电路130的输入端包括第一输入端及第二输入端，所述尖峰电压吸收电路130的第一输入端与所述滤波电感L的第一端电连接，尖峰电压吸收电路130的第二输入端与所述滤波电感L的第二端电连接，所述尖峰电压吸收电路130的输出端与所述三相整流电路110的负极输出端电连接。

于本实施例中，所述尖峰电压吸收电路130的输入端与所述电容之间设置有至少一个分压电阻。具体地，可以第一输入端通过一个分压电阻与电容连接，第二输入端通过一个分压电阻与电容连接，还可以第一输入端和第二输入端共同通过同一个分压电阻与电容连接。例如，所述尖峰电压吸收电路130包括二极管D1、二极管D2、电阻R1、电容C2以及电容C3、电阻R2以及电阻R3，尖峰电压吸收电路130的第一输入端形成于二极管D1的阳极，尖峰电压吸收电路130的第二输入端形成于二极管D2的阳极，尖峰电压吸收电路130的输出端形成于电容C3的第二端。

二极管D1的阴极、二极管D2的阴极均与电阻R1的第一端电连接，也即是尖峰电压吸收电路130的第一输入端和第二输入端共用同一个分压电阻R1。需要说明的是，分压电阻的位置并非限定的，分压电阻还可以设置在其他的位置，只需能够对电容C2、C3起到分压作用即可。电阻R1的第二端通过电容C2与电容C3的第一端电连接，电容C3的第二端与所述三相整流电路110的负极输出端电连接，分压电阻R1用于分压，防止电压过大损坏电容C2及电容C3。需要说明的是，于本实施例中，采用电容C2、电容C3以吸收尖峰电压，但不限于此，在本实用新型的其他实施方式中，还可以是其他的电容设置方式。

所述电阻R2并联于所述电容C2的两端，所述电阻R3并联于所述电容C3的两端，电阻R2、电阻R3主要起到均压作用，用以保证电容C2、电容C3两端电压大致相等，同时也起到放电分压作用，消耗过高的电压。因此，于本实施例中，所述电阻R2与电阻R3的电阻值大致相当，或者说，电阻R2与电阻R3的电阻的差值小于预设值，例如，二者的差值不超过电阻R2或电阻R3的阻值的5％。

当直流母线电压(即滤波电容C1两端的电压)瞬间变高后，二极管D1会导通，通过电阻R1向电容C2、电容C3充电，来抑制电压过高的问题，电阻R1可以限制充电电流大小。在正常情况下(没有出现尖峰电压时)二极管D2不会反向导通，因此电容C2、电容C3不会参与正常运行时的工作，所以对电容C2、电容C3的纹波电流要求不高，电容C2、电容C3可以选用容值较小的薄膜电容。同理，当滤波电感L的第一端有震荡高压时，也会通过二极管D1、电阻R1向电容C2、电容C3充电，达到抑制电压过高的目的。

所述三相逆变电路140用于连接电机控制电机运转。三相逆变电路140包括T1-T6六个可控三相电子开关，在本实用新型的其他实施方式中，三相逆变电路140也可以是直接采用集成的逆变模块，例如IGBT逆变模块。

所述变频控制器100还包括控制电路150，所述控制电路150与所述三相逆变电路140电连接，所述控制电路150用于调整三相逆变电路140的运行状态，以使三相逆变电路140控制电机平稳运行。例如，控制电路150通过采样直流母线电压、电机电流、电压等信号，根据转速指令输出相应的控制信号调整T1-T6的通断状态，来达到让电机平稳运行的目的。所述控制电路150具有信号的处理能力，所述控制电路150可以包括中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、单片机、现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

第二实施例

本实施例还提供一种空调器，所述空调器包括电机以及变频控制器100，所述电机与所述变频控制器100连接，用于在所述变频控制器100的控制下运行。需要说明的是，本实施例提供的空调器，其结构组成、基本原理以及技术效果与第一实施例提供的变频控制器100基本相同，为简要描述，本实施例不再进行详细说明，本实施例未介绍详尽之处，请参阅第一实施例中的相关内容。

综上所述，本实用新型提供了一种变频控制器及空调器，所述变频控制器包括：三相整流电路、滤波电路、尖峰电压吸收电路及三相逆变电路，其中，所述三相整流电路的输入端用于与三相交流电源电连接，所述三相整流电路的输出端通过所述滤波电路与所述三相逆变电路电连接，所述三相整流电路用于将三相交流电源的交流信号转化为直流信号，所述滤波电路包括滤波电感L及滤波电容C1，所述滤波电感L的第一端与所述三相整流电路的正极输出端电连接，所述滤波电感L的第二端与所述三相逆变电路的输入端电连接，所述滤波电容C1的第一端与所述滤波电感L的第二端电连接，所述滤波电容C1的第二端与所述三相整流电路的负极输出端电连接，所述滤波电路用于滤除尖峰电压及高频干扰，所述尖峰电压吸收电路与所述滤波电感L的两端均电连接，用于吸收电路中的尖峰电压，防止电压升高损坏变频控制器；所述三相逆变电路用于连接电机控制电机运转。通过采用较小的薄膜电容代替传统笨重的电感和电解电容，达到降低系统成本、体积和重量的目的。此外设置了尖峰电压吸收电路，防止因较小的薄膜电容导致的尖峰电压损坏电路，提高了变频控制器的稳定性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

一种变频控制器及空调器论文和设计

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