一种逆变柜论文和设计-颜文非

全文摘要

本实用新型公开了一种逆变柜，包括柜体、设置在柜体上的显示屏和设置在柜体内的电子线路板，所述柜体上设置有RS485接口，所述电子线路板上设置有微控制器、逆变模块和RS485串口通信模块，所述柜体三个侧面内设置有散热风扇，所述微控制器的输入端接第一电压传感器、第二电压传感器、第三电压传感器和第四电压传感器，以及用于检测柜体内温度的温度传感器，所述微控制器的输出端接有用于控制散热风扇的继电器模块。本实用新型结构简单，设计合理，提高了散热效果，确保逆变柜内温度符合正常工作要求，提高了逆变柜各器件的使用寿命，且能够远距离监控多个逆变柜，便于逆变柜的集中监控。

主设计要求

1.一种逆变柜，其特征在于：包括柜体(2)、设置在柜体(2)上的显示屏(3)和设置在柜体(2)内的电子线路板，所述柜体(2)上设置有RS485接口(10)，所述电子线路板上设置有微控制器(20)、逆变模块和RS485串口通信模块(17)，所述柜体(2)三个侧面内设置有散热风扇(5)，所述微控制器(20)的输入端接第一电压传感器(11)、第二电压传感器(12)、第三电压传感器(13)和第四电压传感器(14)，以及用于检测柜体(2)内温度的温度传感器(16)，所述微控制器(20)的输出端接有用于控制散热风扇(5)的继电器模块(15)，所述显示屏(3)由微控制器(20)进行控制，所述RS485串口通信模块(17)与RS485接口(10)连接。

设计方案

2.按照权利要求1所述的一种逆变柜，其特征在于：所述柜体(2)的后侧面设置有多个散热孔(4)，所述RS485接口(10)位于柜体(2)的后侧面下部；

所述柜体(2)的前侧面设置有玻璃窗口(7)和能打开与关闭的柜门(1)，所述柜门(1)上设置有把手(8)和锁扣(9)。

3.按照权利要求1所述的一种逆变柜，其特征在于：所述逆变模块包括二极管ZP3、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R22、电阻R23、电容C22、电容C23和电容C24，以及半桥可控硅逆变电路(19)，所述二极管ZP3的阴极分五路，第一路与电阻R12的一端相接，第二路与电容C22的一端相接，第三路与半桥可控硅逆变电路(19)的第一输出端相接，第四路与电阻R23的一端相接，第五路与电容C24的一端相接；所述电阻R9的一端分五路，第一路与直流电源的负极相接，第二路与电容C22的另一端相接，第三路与半桥可控硅逆变电路(19)的第二输出端相接，第四路与电阻R22的一端相接，第五路与电容C23的一端相接；所述二极管ZP3的阳极与直流电源的正极相接，所述电阻R12的另一端经串联的电阻R11和电阻R10与电阻R9的另一端相接，所述电阻R23的另一端分两路，一路与半桥可控硅逆变电路(19)的第三输出端相接，另一路与电阻R22的另一端相接；所述电容C24的另一端与电容C23的另一端相接。

4.按照权利要求3所述的一种逆变柜，其特征在于：所述半桥可控硅逆变电路(19)包括可控硅KK1和可控硅KK2，所述可控硅KK1的阳极分三路，第一路与电感L1的一端相接，第二路与二极管D1的阳极相接，第三路与二极管ZK1的阴极相接；所述可控硅KK1的阴极分六路，第一路与二极管ZK1的阳极相接，第二路与二极管ZK2的阴极相接，第三路与可控硅KK2的阳极相接，第四路与电容C1的一端相接，第五路与电容C2的一端相接，第六路为半桥可控硅逆变电路(19)的第三输出端；所述二极管D1的阴极与二极管D2的阳极相接，所述二极管D2的阴极与电阻R2的一端相接，所述电阻R2的另一端分两路，一路与电容C1的另一端相接，另一路与电阻R1的一端相接；所述电阻R1的另一端与电感L1的另一端的连接端为半桥可控硅逆变电路(19)的第一输出端，所述可控硅KK2的阴极分三路，第一路与二极管ZK2的阳极相接，第二路与电感L2的一端相接，第三路与二极管D4的阴极相接；所述二极管D4的阳极与二极管D3的阴极相接，所述二极管D3的阳极与电阻R3的一端相接，所述电阻R3的另一端分两路，一路与电容C2的另一端相接，另一路与电阻R4的一端相接；所述电阻R4的另一端和电感L2的另一端的连接端为半桥可控硅逆变电路(19)的第二输出端。

5.按照权利要求4所述的一种逆变柜，其特征在于：所述第一电压传感器(11)为TV1电压传感器，第二电压传感器(12)为TV2电压传感器，第三电压传感器(13)为TV3电压传感器；

所述第一电压传感器(11)的一个输出端连接在半桥可控硅逆变电路(19)的第二输出端，第一电压传感器(11)的另一个输出端通过串联电阻R25连接在电容C24的另一端与电容C23的另一端的连接端；

所述第二电压传感器(12)的一个输出端连接在半桥可控硅逆变电路(19)的第二输出端，第二电压传感器(12)的另一个输出端通过串联电阻R26连接在半桥可控硅逆变电路(19)的第三输出端；

所述第三电压传感器(13)的一个输出端连接在半桥可控硅逆变电路(19)的第三输出端，第三电压传感器(13)的另一个输出端通过串联电阻R27连接在电容C24的另一端与电容C23的另一端的连接端。

6.按照权利要求1所述的一种逆变柜，其特征在于：所述RS485串口通信模块(17)包括芯片MAX1487、型号为TLP521的光耦隔离芯片U8和型号为TLP521的光耦隔离芯片U10，所述芯片MAX1487的第1引脚与光耦隔离芯片U8的阴极相接，所述光耦隔离芯片U8的阳极经电阻R19与5V电源输出端相接，所述光耦隔离芯片U8的发射极接地，所述光耦隔离芯片U8的集电极分两路，一路经电阻R20与5V电源输出端相接，另一路与微控制器(20)相接；所述芯片MAX1487的第2引脚和第3引脚的连接端分两路，一路经电阻R34接5V电源输出端，另一路与三极管Q7的集电极相接；所述芯片MAX1487的第4引脚分三路，一路与光耦隔离芯片U10的集电极相接，另一路经电阻R33与5V电源输出端相接，第三路经电阻R42与三极管Q7的基极相接；所述光耦隔离芯片U10的发射极接地，所述光耦隔离芯片U10的阴极与微控制器(20)相接，所述光耦隔离芯片U10的阳极经电阻R36与5V电源输出端相接，所述三极管Q7的发射极接地，所述芯片MAX1487的第5引脚接地，所述芯片MAX1487的第6引脚分三路，一路经电阻R41与5V电源输出端相接，另一路与电阻R31的一端相接，第三路与稳压管D11的阳极相接；所述芯片MAX1487的第7引脚分三路，一路经电阻R32接地，另一路与电阻R30的一端相接，第三路与稳压管D12的阳极相接；所述芯片MAX1487的第8引脚分两路，一路与5V电源输出端相接，另一路经电容C3接地；

所述电阻R30的另一端与RS485接口(10)的B引脚相接；所述电阻R31的另一端与RS485接口(10)的A引脚相接；所述稳压管D11的阴极和稳压管D12的阴极均接地。

7.按照权利要求1所述的一种逆变柜，其特征在于：第一驱动电路(27)包括脉冲变压器T1和三极管Q2，所述脉冲变压器T1的初级绕组的一端分两路，一路与电阻R35的一端相接，另一路与24V电源输出端相接；所述脉冲变压器T1的初级绕组的另一端分两路，一路与三极管Q2的集电极相接，另一路与二极管D5的阳极相接；所述二极管D3的阴极与电阻R35的另一端相接，所述三极管Q2的基极与微控制器(20)相接，所述三极管Q2的发射极接地，所述脉冲变压器T1的次级绕组的一端与二极管D10的阳极相接，所述二极管D10的阴极分三路，一路与二极管D13的阴极相接，另一路与电阻R14的一端相接，第三路与可控硅KK1的控制极相接；所述脉冲变压器T1的次级绕组的另一端分三路，一路与二极管D13的阳极相接，另一路与电阻R14的另一端相接，第三路与可控硅KK1的阴极相接。

8.按照权利要求1所述的一种逆变柜，其特征在于：第二驱动电路(28)包括脉冲变压器T2和三极管Q4，所述脉冲变压器T2的初级绕组的一端分两路，一路与电阻R6的一端相接，另一路与24V电源输出端相接；所述脉冲变压器T2的初级绕组的另一端分两路，一路与三极管Q4的集电极相接，另一路与二极管D8的阳极相接；所述二极管D8的阴极与电阻R6的另一端相接，所述三极管Q4的基极与微控制器(6)相接，所述三极管Q4的发射极接地，所述脉冲变压器T2的次级绕组的一端与二极管D6的阳极相接，所述二极管D6的阴极分三路，一路与二极管D7的阴极相接，另一路与电阻R8的一端相接，第三路与可控硅KK2的控制极相接；所述脉冲变压器T2的次级绕组的另一端分三路，一路与二极管D7的阳极相接，另一路与电阻R8的另一端相接，第三路与可控硅KK2的阴极相接。

9.按照权利要求1所述的一种逆变柜，其特征在于：所述继电器模块(15)包括继电器K1和三极管Q1，所述散热风扇(5)为散热风扇LS1，所述继电器K1的线圈的一端分两路，一路与二极管D14的阳极相接，另一路接地；所述继电器K1的线圈的另一端分两路，一路与二极管D14的阴极，另一路与三极管Q6的集电极相接；所述三极管Q6的发射极接5V电源输出端，所述三极管Q6的基极经电阻R37与微控制器(20)相接，所述继电器K1的公共触点与散热风扇LS1的一端相接，所述继电器K1的常开触点与24V电源输出端相接，所述继电器K1的常闭触点悬空，所述散热风扇LS1的另一端接地。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于逆变技术领域，尤其是涉及一种逆变柜。

背景技术

中频炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频为中频炉供电，这其中就需要用到逆变柜，逆变柜能够将整流柜输出的直流电源转换为所需的交流电，因此逆变柜在中频炉得到了广泛的应用。随着市场的发展，铸造行业集中化生产，大型铸造厂有多套多规格的电炉，所需的逆变柜的数量增多。然而目前的逆变柜还存在一些缺点：

第一，随着使用的逆变柜的增多，因为逆变柜安装位置存在一定的距离，这样因为距离的限制，对多个逆变柜不能有效地集中监控；

第二，逆变柜需要工作人员定期对逆变柜进行检查，不仅任务大，劳动强度高，而且不能满足实时性；

第三，逆变柜长时间工作，逆变柜内器件的温度攀升，导致逆变柜内温度升高，会影响内部器件的稳定工作。因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理的逆变柜，提高了散热效果，确保逆变柜内温度符合正常工作要求，提高了逆变柜各器件的使用寿命，且能够同时远距离监控多个逆变柜，便于逆变柜的集中监控。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种逆变柜，其结构简单，设计合理，提高了散热效果，确保逆变柜内温度符合正常工作要求，提高了逆变柜各器件的使用寿命，且能够远距离监控多个逆变柜，便于逆变柜的集中监控，实用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种逆变柜，其特征在于：包括柜体、设置在柜体上的显示屏和设置在柜体内的电子线路板，所述柜体上设置有RS485接口，所述电子线路板上设置有微控制器、逆变模块和RS485串口通信模块，所述柜体三个侧面内设置有散热风扇，所述微控制器的输入端接第一电压传感器、第二电压传感器、第三电压传感器和第四电压传感器，以及用于检测柜体内温度的温度传感器，所述微控制器的输出端接有用于控制散热风扇的继电器模块，所述显示屏由微控制器进行控制，所述RS485串口通信模块与RS485接口连接。

上述的一种逆变柜，其特征在于：所述柜体的后侧面设置有多个散热孔，所述RS485接口位于柜体的后侧面下部；

所述柜体的前侧面设置有玻璃窗口和能打开与关闭的柜门，所述柜门上设置有把手和锁扣。

上述的一种逆变柜，其特征在于：所述逆变模块包括二极管ZP3、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R22、电阻R23、电容C22、电容C23和电容C24，以及半桥可控硅逆变电路，所述二极管ZP3的阴极分五路，第一路与电阻R12的一端相接，第二路与电容C22的一端相接，第三路与半桥可控硅逆变电路的第一输出端相接，第四路与电阻R23的一端相接，第五路与电容C24的一端相接；所述电阻R9的一端分五路，第一路与直流电源的负极相接，第二路与电容C22的另一端相接，第三路与半桥可控硅逆变电路的第二输出端相接，第四路与电阻R22的一端相接，第五路与电容C23的一端相接；所述二极管ZP3的阳极与直流电源的正极相接，所述电阻R12的另一端经串联的电阻R11和电阻R10与电阻R9的另一端相接，所述电阻R23的另一端分两路，一路与半桥可控硅逆变电路的第三输出端相接，另一路与电阻R22的另一端相接；所述电容C24的另一端与电容C23的另一端相接。

上述的一种逆变柜，其特征在于：所述半桥可控硅逆变电路包括可控硅KK1和可控硅KK2，所述可控硅KK1的阳极分三路，第一路与电感L1 的一端相接，第二路与二极管D1的阳极相接，第三路与二极管ZK1的阴极相接；所述可控硅KK1的阴极分六路，第一路与二极管ZK1的阳极相接，第二路与二极管ZK2的阴极相接，第三路与可控硅KK2的阳极相接，第四路与电容C1的一端相接，第五路与电容C2的一端相接，第六路为半桥可控硅逆变电路的第三输出端；所述二极管D1的阴极与二极管D2的阳极相接，所述二极管D2的阴极与电阻R2的一端相接，所述电阻R2的另一端分两路，一路与电容C1的另一端相接，另一路与电阻R1的一端相接；所述电阻R1的另一端与电感L1的另一端的连接端为半桥可控硅逆变电路的第一输出端，所述可控硅KK2的阴极分三路，第一路与二极管ZK2的阳极相接，第二路与电感L2的一端相接，第三路与二极管D4的阴极相接；所述二极管D4的阳极与二极管D3的阴极相接，所述二极管D3的阳极与电阻R3的一端相接，所述电阻R3的另一端分两路，一路与电容C2的另一端相接，另一路与电阻R4的一端相接；所述电阻R4的另一端和电感L2 的另一端的连接端为半桥可控硅逆变电路的第二输出端。

上述的一种逆变柜，其特征在于：所述第一电压传感器为TV1电压传感器，第二电压传感器为TV2电压传感器，第三电压传感器为TV3电压传感器；

所述第一电压传感器的一个输出端连接在半桥可控硅逆变电路的第二输出端，第一电压传感器的另一个输出端通过串联电阻R25连接在电容 C24的另一端与电容C23的另一端的连接端；

所述第二电压传感器的一个输出端连接在半桥可控硅逆变电路的第二输出端，第二电压传感器的另一个输出端通过串联电阻R26连接在半桥可控硅逆变电路的第三输出端；

所述第三电压传感器的一个输出端连接在半桥可控硅逆变电路的第三输出端，第三电压传感器的另一个输出端通过串联电阻R27连接在电容 C24的另一端与电容C23的另一端的连接端。

上述的一种逆变柜，其特征在于：所述RS485串口通信模块包括芯片MAX1487、型号为TLP521的光耦隔离芯片U8和型号为TLP521的光耦隔离芯片U10，所述芯片MAX1487的第1引脚与光耦隔离芯片U8的阴极相接，所述光耦隔离芯片U8的阳极经电阻R19与5V电源输出端相接，所述光耦隔离芯片U8的发射极接地，所述光耦隔离芯片U8的集电极分两路，一路经电阻R20与5V电源输出端相接，另一路与微控制器相接；所述芯片 MAX1487的第2引脚和第3引脚的连接端分两路，一路经电阻R34接5V 电源输出端，另一路与三极管Q7的集电极相接；所述芯片MAX1487的第4 引脚分三路，一路与光耦隔离芯片U10的集电极相接，另一路经电阻R33 与5V电源输出端相接，第三路经电阻R42与三极管Q7的基极相接；所述光耦隔离芯片U10的发射极接地，所述光耦隔离芯片U10的阴极与微控制器相接，所述光耦隔离芯片U10的阳极经电阻R36与5V电源输出端相接，所述三极管Q7的发射极接地，所述芯片MAX1487的第5引脚接地，所述芯片MAX1487的第6引脚分三路，一路经电阻R41与5V电源输出端相接，另一路与电阻R31的一端相接，第三路与稳压管D11的阳极相接；所述芯片MAX1487的第7引脚分三路，一路经电阻R32接地，另一路与电阻R30 的一端相接，第三路与稳压管D12的阳极相接；所述芯片MAX1487的第8 引脚分两路，一路与5V电源输出端相接，另一路经电容C3接地；

所述电阻R30的另一端与RS485接口的B引脚相接；所述电阻R31的另一端与RS485接口的A引脚相接；所述稳压管D11的阴极和稳压管D12 的阴极均接地。

上述的一种逆变柜，其特征在于：第一驱动电路包括脉冲变压器T1 和三极管Q2，所述脉冲变压器T1的初级绕组的一端分两路，一路与电阻 R35的一端相接，另一路与24V电源输出端相接；所述脉冲变压器T1的初级绕组的另一端分两路，一路与三极管Q2的集电极相接，另一路与二极管D5的阳极相接；所述二极管D3的阴极与电阻R35的另一端相接，所述三极管Q2的基极与微控制器相接，所述三极管Q2的发射极接地，所述脉冲变压器T1的次级绕组的一端与二极管D10的阳极相接，所述二极管D10 的阴极分三路，一路与二极管D13的阴极相接，另一路与电阻R14的一端相接，第三路与可控硅KK1的控制极相接；所述脉冲变压器T1的次级绕组的另一端分三路，一路与二极管D13的阳极相接，另一路与电阻R14的另一端相接，第三路与可控硅KK1的阴极相接。

上述的一种逆变柜，其特征在于：第二驱动电路包括脉冲变压器T2 和三极管Q4，所述脉冲变压器T2的初级绕组的一端分两路，一路与电阻 R6的一端相接，另一路与24V电源输出端相接；所述脉冲变压器T2的初级绕组的另一端分两路，一路与三极管Q4的集电极相接，另一路与二极管D8的阳极相接；所述二极管D8的阴极与电阻R6的另一端相接，所述三极管Q4的基极与微控制器相接，所述三极管Q4的发射极接地，所述脉冲变压器T2的次级绕组的一端与二极管D6的阳极相接，所述二极管D6 的阴极分三路，一路与二极管D7的阴极相接，另一路与电阻R8的一端相接，第三路与可控硅KK2的控制极相接；所述脉冲变压器T2的次级绕组的另一端分三路，一路与二极管D7的阳极相接，另一路与电阻R8的另一端相接，第三路与可控硅KK2的阴极相接。

上述的一种逆变柜，其特征在于：所述继电器模块包括继电器K1和三极管Q1，所述散热风扇为散热风扇LS1，所述继电器K1的线圈的一端分两路，一路与二极管D14的阳极相接，另一路接地；所述继电器K1的线圈的另一端分两路，一路与二极管D14的阴极，另一路与三极管Q6的集电极相接；所述三极管Q6的发射极接5V电源输出端，所述三极管Q6 的基极经电阻R37与微控制器相接，所述继电器K1的公共触点与散热风扇LS1的一端相接，所述继电器K1的常开触点与24V电源输出端相接，所述继电器K1的常闭触点悬空，所述散热风扇LS1的另一端接地。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单、设计合理，实时监控逆变柜，确保逆变柜正常稳定工作。

2、本实用新型设置RS485串口通信模块和RS485接口，能使多个逆变柜通过RS485通信模块与监控计算机连接，从而便于对多个逆变柜的工作参数进行监控，实现多个逆变柜的集中监控，确保逆变柜稳定工作，省时省力，不需要工作人员现场挨个巡查逆变柜。

3、本实用新型设置第一驱动电路、第二驱动电路分别对第一可控硅、第二可控硅进行驱动，驱动能力高，提高了抗干扰能力，从而提高了逆变柜的稳定性。

4、本实用新型设置继电器模块和散热风扇，是为了当温度传感器检测到的温度大于温度设定时，通过继电器模块控制散热风扇进行散热通风，降低柜体内部温度，确保逆变柜内温度符合正常工作要求，提高了逆变柜各器件的使用寿命；设置第一电压传感器、第二电压传感器和第三电压传感器对逆变模块的工作参数进行检测，一方面是为了确保逆变模块中各器件正常工作，另一方面还可以为故障排查提供依据。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，提高了散热效果，确保逆变柜内温度符合正常工作要求，提高了逆变柜各器件的使用寿命，且能够远距离监控多个逆变柜，便于逆变柜的集中监控，实用性强。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的后视图。

图3为本实用新型的电路原理框图。

图4为本实用新型第一驱动电路的电路原理图。

图5为本实用新型第二驱动电路的电路原理图。

图6为本实用新型逆变模块的电路原理图。

图7为本实用新型半桥可控硅逆变电路的电路原理图。

图8为本实用新型第一电压传感器、第二电压传感器和第三电压传感器的连接示意图。

图9为本实用新型RS485串口通信模块的电路原理图。

图10为本实用新型继电器模块和散热风扇的连接关系示意图。

附图标记说明:

1—柜门； 2—柜体； 3—显示屏；

4—散热孔； 5—散热风扇； 6—万向轮；

7—玻璃窗口； 8—把手； 9—锁扣；

10—RS485接口； 11—第一电压传感器； 12—第二电压传感器；

13—第三电压传感器； 15—继电器模块； 16—温度传感器；

17—RS485串口通信模块； 19—半桥可控硅逆变电路；

20—微控制器； 21—第一可控硅； 22—第二可控硅；

27—第一驱动电路； 28—第二驱动电路。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型包括柜体2、设置在柜体2上的显示屏3和设置在柜体2内的电子线路板，所述柜体2上设置有RS485接口10，所述电子线路板上设置有微控制器20、逆变模块和RS485串口通信模块17，所述柜体2的三个侧面内设置有散热风扇5，所述微控制器20的输入端接第一电压传感器11、第二电压传感器12、第三电压传感器13和第四电压传感器14，以及用于检测柜体2内温度的温度传感器16，所述微控制器20的输出端接有用于控制散热风扇5的继电器模块15，所述显示屏3由微控制器20 进行控制，所述RS485串口通信模块17与RS485接口10连接。

本实施例中，所述柜体2的后侧面设置有多个散热孔4，所述RS485接口10位于柜体2的后侧面下部；

所述柜体2的前侧面设置有玻璃窗口7和能打开与关闭的柜门1，所述柜门1上设置有把手8和锁扣9。

如图6所示，本实施例中，所述逆变模块包括二极管ZP3、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R22、电阻R23、电容C22、电容C23和电容C24，以及半桥可控硅逆变电路19，所述二极管ZP3的阴极分五路，第一路与电阻R12的一端相接，第二路与电容C22的一端相接，第三路与半桥可控硅逆变电路19的第一输出端相接，第四路与电阻R23的一端相接，第五路与电容C24的一端相接；所述电阻R9的一端分五路，第一路与直流电源的负极相接，第二路与电容C22的另一端相接，第三路与半桥可控硅逆变电路19 的第二输出端相接，第四路与电阻R22的一端相接，第五路与电容C23的一端相接；所述二极管ZP3的阳极与直流电源的正极相接，所述电阻R12的另一端经串联的电阻R11和电阻R10与电阻R9的另一端相接，所述电阻R23的另一端分两路，一路与半桥可控硅逆变电路19的第三输出端相接，另一路与电阻R22的另一端相接；所述电容C24的另一端与电容C23的另一端相接。

如图7所示，本实施例中，所述半桥可控硅逆变电路19包括可控硅KK1 和可控硅KK2，所述可控硅KK1的阳极分三路，第一路与电感L1的一端相接，第二路与二极管D1的阳极相接，第三路与二极管ZK1的阴极相接；所述可控硅KK1的阴极分六路，第一路与二极管ZK1的阳极相接，第二路与二极管ZK2 的阴极相接，第三路与可控硅KK2的阳极相接，第四路与电容C1的一端相接，第五路与电容C2的一端相接，第六路为半桥可控硅逆变电路19的第三输出端；所述二极管D1的阴极与二极管D2的阳极相接，所述二极管D2的阴极与电阻R2的一端相接，所述电阻R2的另一端分两路，一路与电容C1的另一端相接，另一路与电阻R1的一端相接；所述电阻R1的另一端与电感L1的另一端的连接端为半桥可控硅逆变电路19的第一输出端，所述可控硅KK2的阴极分三路，第一路与二极管ZK2的阳极相接，第二路与电感L2的一端相接，第三路与二极管D4的阴极相接；所述二极管D4的阳极与二极管D3的阴极相接，所述二极管D3的阳极与电阻R3的一端相接，所述电阻R3的另一端分两路，一路与电容C2的另一端相接，另一路与电阻R4的一端相接；所述电阻R4的另一端和电感L2的另一端的连接端为半桥可控硅逆变电路19的第二输出端。

如图8所示，本实施例中，所述第一电压传感器11为TV1电压传感器，第二电压传感器12为TV2电压传感器，第三电压传感器13为TV3电压传感器；

所述第一电压传感器11的一个输出端连接在半桥可控硅逆变电路19的第二输出端，第一电压传感器11的另一个输出端通过串联电阻R25连接在电容C24的另一端与电容C23的另一端的连接端；

所述第二电压传感器12的一个输出端连接在半桥可控硅逆变电路19的第二输出端，第二电压传感器12的另一个输出端通过串联电阻R26连接在半桥可控硅逆变电路19的第三输出端；

所述第三电压传感器13的一个输出端连接在半桥可控硅逆变电路19的第三输出端，第三电压传感器13的另一个输出端通过串联电阻R27连接在电容C24的另一端与电容C23的另一端的连接端。

如图9所示，本实施例中，所述RS485串口通信模块17包括芯片MAX1487、型号为TLP521的光耦隔离芯片U8和型号为TLP521的光耦隔离芯片U10，所述芯片MAX1487的第1引脚与光耦隔离芯片U8的阴极相接，所述光耦隔离芯片U8的阳极经电阻R19与5V电源输出端相接，所述光耦隔离芯片U8的发射极接地，所述光耦隔离芯片U8的集电极分两路，一路经电阻R20与5V电源输出端相接，另一路与微控制器20相接；所述芯片MAX1487的第2引脚和第 3引脚的连接端分两路，一路经电阻R34接5V电源输出端，另一路与三极管 Q7的集电极相接；所述芯片MAX1487的第4引脚分三路，一路与光耦隔离芯片U10的集电极相接，另一路经电阻R33与5V电源输出端相接，第三路经电阻R42与三极管Q7的基极相接；所述光耦隔离芯片U10的发射极接地，所述光耦隔离芯片U10的阴极与微控制器20相接，所述光耦隔离芯片U10的阳极经电阻R36与5V电源输出端相接，所述三极管Q7的发射极接地，所述芯片 MAX1487的第5引脚接地，所述芯片MAX1487的第6引脚分三路，一路经电阻R41与5V电源输出端相接，另一路与电阻R31的一端相接，第三路与稳压管D11的阳极相接；所述芯片MAX1487的第7引脚分三路，一路经电阻R32 接地，另一路与电阻R30的一端相接，第三路与稳压管D12的阳极相接；所述芯片MAX1487的第8引脚分两路，一路与5V电源输出端相接，另一路经电容C3接地；

所述电阻R30的另一端与RS485接口10的B引脚相接；所述电阻R31的另一端与RS485接口10的A引脚相接；所述稳压管D11的阴极和稳压管D12 的阴极均接地。

如图4所示，本实施例中，第一驱动电路27包括脉冲变压器T1和三极管Q2，所述脉冲变压器T1的初级绕组的一端分两路，一路与电阻R35的一端相接，另一路与24V电源输出端相接；所述脉冲变压器T1的初级绕组的另一端分两路，一路与三极管Q2的集电极相接，另一路与二极管D5的阳极相接；所述二极管D3的阴极与电阻R35的另一端相接，所述三极管Q2的基极与微控制器20相接，所述三极管Q2的发射极接地，所述脉冲变压器T1的次级绕组的一端与二极管D10的阳极相接，所述二极管D10的阴极分三路，一路与二极管D13的阴极相接，另一路与电阻R14的一端相接，第三路与可控硅KK1的控制极相接；所述脉冲变压器T1的次级绕组的另一端分三路，一路与二极管D13的阳极相接，另一路与电阻R14的另一端相接，第三路与可控硅KK1的阴极相接。

如图5所示，本实施例中，第二驱动电路28包括脉冲变压器T2和三极管Q4，所述脉冲变压器T2的初级绕组的一端分两路，一路与电阻R6的一端相接，另一路与24V电源输出端相接；所述脉冲变压器T2的初级绕组的另一端分两路，一路与三极管Q4的集电极相接，另一路与二极管D8的阳极相接；所述二极管D8的阴极与电阻R6的另一端相接，所述三极管Q4的基极与微控制器6相接，所述三极管Q4的发射极接地，所述脉冲变压器T2的次级绕组的一端与二极管D6的阳极相接，所述二极管D6的阴极分三路，一路与二极管D7的阴极相接，另一路与电阻R8的一端相接，第三路与可控硅KK2的控制极相接；所述脉冲变压器T2的次级绕组的另一端分三路，一路与二极管 D7的阳极相接，另一路与电阻R8的另一端相接，第三路与可控硅KK2的阴极相接。

如图10所示，本实施例中，所述继电器模块15包括继电器K1和三极管 Q1，所述散热风扇5为散热风扇LS1，所述继电器K1的线圈的一端分两路，一路与二极管D14的阳极相接，另一路接地；所述继电器K1的线圈的另一端分两路，一路与二极管D14的阴极，另一路与三极管Q6的集电极相接；所述三极管Q6的发射极接5V电源输出端，所述三极管Q6的基极经电阻R37与微控制器20相接，所述继电器K1的公共触点与散热风扇LS1的一端相接，所述继电器K1的常开触点与24V电源输出端相接，所述继电器K1的常闭触点悬空，所述散热风扇LS1的另一端接地。

本实施例中，设置第一驱动电路27、第二驱动电路28分别对第一可控硅21、第二可控硅22进行驱动，提高了驱动能力，且提高了抗干扰能力，提高了逆变柜的稳定性。

本实施例中，电阻R35、电阻R6、电阻R14和电阻R8的电阻值均为 2K欧姆。

本实施例中，第一驱动电路27和第二驱动电路28具体工作为：微控制器20输出高电平信号，三极管Q2和三极管Q4导通，脉冲变压器T1和脉冲变压器T2的次级绕组得到24V的尖峰脉冲，以作用于可控硅KK1和可控硅KK2的控制极，给可控硅KK1和可控硅KK2触发脉冲使其导通，提高了触发的可靠性。

本实施例中，设置二极管D10和二极管D6，是为了提高可控硅KK1和可控硅KK2的开关速度，设置二极管D13和电阻R14以及二极管D7和电阻R8，是为了限制加载在可控硅的控制极和可控硅的阴极上的电压，保护可控硅。

本实施例中，设置脉冲变压器T1和脉冲变压器T2起到触发功率放大的作用，同时起到隔离高压的作用，避免可控硅KK1和可控硅KK2和微控制器 20电路损坏。

本实施例中，具体连接时，所述三极管Q2的基极与微控制器20的PA1 引脚相接，所述三极管Q2的基极与微控制器20的PA2引脚相接，三极管 Q6的基极通过电阻R37与微控制器20的PA3引脚相接。

本实施例中，具体实施时，电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12 的电阻值均为20kΩ，电阻R22和电阻R23的电阻值均为20kΩ，电容C22 的电容值为20800μF\/1600V，所述电容C23和电容C24的容量为 6000KVA\/4500V。

本实施例中，设置电阻R3、电容C2、电阻R4、二极管D3和二极管 D4组成可控硅KK2的阻容吸收电路，限制电压上升率，避免过电压损坏可控硅，同时避免电容C2通过可控硅放电电流过大，造成过电流而损坏可控硅。利用电容C2的两端电压不能突变储存电能而吸收电路中瞬间的浪涌能量，限制了毛刺过电压；设置电阻R3，是为了限制电容C2的放电电流，降低可控硅在导通瞬间电容放电电流引起的正向电流上升太高，避免电容C2和电感L2产生振荡。

本实施例中，设置电阻R2、电容C1、电阻R1、二极管D1和二极管 D2组成可控硅KK1的阻容吸收电路，限制电压上升率，避免过电压损坏可控硅，同时避免电容C1通过可控硅放电电流过大，造成过电流而损坏可控硅。利用电容C1的两端电压不能突变储存电能而吸收电路中瞬间的浪涌能量，限制了毛刺过电压；设置电阻R2，是为了限制电容C1的放电电流，降低可控硅在导通瞬间电容放电电流引起的正向电流上升太高，避免电容C1和电感L1产生振荡。

本实施例中，设置二极管ZK1和二极管ZK2，是为了防止反向电动势冲击可控硅KK1和可控硅KK2，避免单向可控硅损坏。

本实施例中，具体实施时，电容C1和电容C2的电容值为1.5μF,电感L1和电感L2的电感值为12μH，电阻R1和电阻R4的电阻值为20Ω \/500W，电阻R2和电阻R3的电阻值为1.5Ω\/500W。

本实施例中，设置电感L1和电感L2，是为了抑制电流上升率，保护可控硅KK1和可控硅KK2。

本实施例中，设置第一可控硅21和第二可控硅22采用可控硅进行逆变，可控硅器件发热量小，减少损耗功率，从而可提高电路的功率因数。

本实施例中，设置二极管ZP3，是为了起到单向导通作用，避免直流电流逆流；设置电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，是为了起到放电作用，以使电源关断时对电容C22上电压进行放电；设置电容C22为直流滤波电容器，是为了将整流器输出的直流电压中的波动成分尽可能地减小而成为恒稳的直流电；设置电阻R22和电阻R23，是为了均衡可控硅的电压，确保可控硅正常稳定工作；设置电容C24和电容C23，是为了和电炉的感应线圈组成谐振回路，由电容器向感应线圈提供无功能量而使功率因素提高。

本实施例中，具体实施时，半桥可控硅逆变电路19的第三输出端与中频炉感应线圈的一端相接，电容C24的另一端与电容C23的另一端的连接端与中频炉感应线圈的另一端相接。

本实施例中，需要说明的是，可控硅KK1和可控硅KK2组成半桥可控硅逆变电路19，具体如下：微控制器20通过第一驱动电路27控制可控硅 KK1导通，微控制器20通过第二驱动电路28控制可控硅KK2关断，整流后的直流电通过可控硅KK1为中频炉的感应线圈提供正半周逆变电压；微控制器20通过第二驱动电路28控制可控硅KK2导通，微控制器20通过第一驱动电路27控制可控硅KK1关断，整流后的直流电通过可控硅KK2 为中频炉的感应线圈提供负半周逆变电压，实现了直流电到交流电的逆变，使用过程中，通过改变可控硅KK1和可控硅KK2的切换频率，从而可改变输出交流电的频率，以为满足中频炉的感应线圈供电需求。

本实施例中，设置RS485串口通信模块17，是因为RS485通信模块抗共模干能力增强，抗噪声干扰性好，且数据最高传输速率快，其次，RS485串口通信模块17较RS232串口通信模块的通讯距离长；另外，RS485串口通信模块17的接口信号电平比RS232串口通信模块的接口电平降低，可与TTL电平兼容，可方便与TTL电路相接；最后，是为了适应多个逆变柜的并接。

本实施例中，设置电阻R30和电阻R31，是为了将芯片MAX1487的485A、 485B输出端与RS485接口10进行隔离，进而与485总线进行隔离，避免硬件故障影响总线的通信；通过电阻R32下拉和电阻R41上拉，上下拉电阻可以保证在通信的过程中485A和485B线不会因电平差别太小而出现乱码的情况；且因各种形式的干扰源，因此采用稳压管D11和稳压管D12组成的吸收回路，以消除线路浪涌干扰，进一步保护了485总线的通讯芯片MAX1487。实际使用过程中，电阻R30和电阻R31的电阻值可在10Ω～30Ω调节。

本实施例中，微控制器20通过控制芯片MAX1487的设计图

一种逆变柜论文和设计

一种逆变柜论文和设计-颜文非

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

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