隨著變頻調(diào)速技術(shù)的不斷發(fā)展,某些原不采用電機調(diào)速的領(lǐng)域亦引起人們的重新考慮。如空調(diào)、冰箱等新使用的電機采用單相輸入、三相輸出的變頻調(diào)速工作方式以后，較之傳統(tǒng)的斷續(xù)工作方式，可使整機在制冷速度、保溫程度、耗電量、噪聲指標及壽命等方面均有明顯改善。在設(shè)備體積不大，負載電機功率較小的場合，如采用體積大、價格高的通用變頻器是不合適的。而需要一種小型化、成本低的變頻調(diào)速器。本文在變頻器的設(shè)計中采用新的控制方式利用新器件和低價格的通用器件相結(jié)合設(shè)計方式，很好地實現(xiàn)了這一目標。
2三相PWM波形的產(chǎn)生
對電動機電壓空間矢量實施控制，可以得到逼近圓形的磁鏈軌跡，以減小電機低頻的轉(zhuǎn)矩脈動和諧波電流損耗。習(xí)慣上也稱磁鏈（通）軌跡控制法。這里采用可編程邏輯器件GAL（GenericArrayLogic）與少量的通用集成器件實現(xiàn)電壓空間矢量控制法，可得到開關(guān)頻率較高的三相PWM波形，由此驅(qū)動的逆變器輸出電壓有較高的相位對稱度。同時采用變頻定寬信號與基本PWM信號綜合，實現(xiàn)恒壓頻比控制，電壓、頻率同步平滑調(diào)節(jié)，電路簡單，調(diào)試方便，成本低廉。
圖1 三相PWM波形的形成原理框圖
圖1給出三相PWM波形的形成電原理框圖。圖中數(shù)字電位器根據(jù)應(yīng)用的情況可分別采用按鍵式的X9511或微機控制式的X9312；軟起動部分采用RC積分電路，使給定電壓緩慢上升，以實現(xiàn)變頻起動，起動時間可調(diào)；u/f壓頻轉(zhuǎn)換器選用了性能適中、價格便宜的通用器件CD4046，其輸出電壓（Uo）從0V～5V，輸出頻率相應(yīng)從0kHz～8.5kHz;定寬調(diào)頻部分要輸出2種信號,1種是定寬調(diào)頻脈沖,寬度為2μs，作為GAL的時鐘信號和逆變橋要求的前死區(qū),另一種脈沖在低輸入頻率時略有變化，以實現(xiàn)逆變器低頻時的電壓補償和恒定的壓頻比。
GAL16V8作為分頻編碼器和開機、停機、保護等信號的結(jié)合。GAL20V8作為綜合分配輸出電路、按照預(yù)先寫入的周期開關(guān)狀態(tài)進行分配后，再綜合脈沖寬度調(diào)制、開、停機、正反轉(zhuǎn)、保護等信號，最后輸出帶有死區(qū)的六路PWM波。
輸入頻率最大值fimax與輸出頻率最大值fomax有如下關(guān)系：
fimax=2mNfomax(1)
m為輸出電壓相數(shù)，N為磁鏈軌跡扇區(qū)的磁鏈增量小段數(shù)。
本電路選用m=3，N=16。
3驅(qū)動電路與主電路
由于電機額定電壓為200V,額定功率為0.2kW，其功率較小，結(jié)合價格的因素，選用廉價的MOSFET加IR公司的驅(qū)動器IR2130，其電路圖如圖2。
來自PWM波形發(fā)生電路的三相六路控制信號經(jīng)光耦隔離后分別按相位送入IR2130的3個“輸入信號發(fā)生器”的輸入端，由此產(chǎn)生同一相上、下臂柵極控制信號，其中下臂信號直接送至輸出驅(qū)動，上臂信號則經(jīng)IR2130內(nèi)部的脈沖發(fā)生器和鎖存器再送至輸出驅(qū)動。鎖存器同時兼有欠壓檢測功能，欠壓情況下
圖2變頻器驅(qū)動電路與主電路原理圖
