CN102023248A - 中压变频器直流母线电压采样装置 - Google Patents

中压变频器直流母线电压采样装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于中压变频器中的直流母线电压采样装置。该装置串接于正负母线之间，通过高频功率变压器和高压功率开关管将直流母线电压变换成高频低压交流信号，经整流、滤波后送至信号调理电路供控制电路进行采样和计算。同时，高频变压器的副边其他绕组，可根据变频器的需要设计合适的电压，用作变频器的辅助电源。该装置既解决了直流母线电压与低压控制回路的电气隔离问题，提高了变频器的抗干扰性，又可为变频器提供辅助电源，是一种低成本、高可靠性的直流母线电压采样装置。

Description

中压变频器直流母线电压采样装置
(一)技术领域
本发明涉及一种电压采样装置，具体地说是一种用来解决中压变频器中直流母线的电压采样问题。
(二)背景技术
目前，在中压变频器中，直流母线的电压采样多采用以下两种方式：方式一电阻分压式。在直流母线间串接大功率电阻进行分压，将分得的低压信号输入到控制系统直接采样。方式二霍尔传感器式。用电压霍尔传感器将直流母线高电压转换成低压信号进行采样。以上两种方式都有缺点，其中方式一虽然电路结构简单，成本低。但主电路与控制电路不隔离，系统抗干扰性差；方式二主电路与控制电路虽然有电气隔离，但直流电压霍尔往往价格很高，造成设备成本增加，市场难以接受。
(三)技术方案
本发明的目的是提供一种新型的成本低、抗干扰性强的用于中压变频器的直流母线电压采样装置。
本发明的目的是这样实现的：中压变频器直流母线电压采样装置它包括高频开关变压器，高压功率开关管，整流二极管，滤波电容，分压电阻。高频开关变压器初级串接高压功率开关管并与直流母线连接，高频开关变压器次级串接整流二极管，整流二极管连接滤波电容和分压电阻。
本发明的独有优点是：
1、该装置的高频开关变压器是借用变频器的辅助电源，通过辅助电源变压器的绕组进行电压采样。
2、该装置电路结构简单，制造成本低，易于推广应用。
3、该装置解决了主电路与控制电路的隔离问题，提高了系统的抗干扰能力。
利用变频器中的辅助电源变压器设计的中压变频器直流母线电压采样装置，其中的高频开关变压器将主回路和控制回路进行了隔离，提高了变频器的抗干扰能力。另外，这种采样方式省去了传统的电压霍尔传感器，降低了变频器的成本，经实践证明此装置是目前最经济最可靠的直流母线电压采样装置。
(四)附图说明
图为中压变频器直流母线电压采样装置原理图。
(五)具体实施方式
下面结合附图具体实施例对本发明做更详细地描述：
本发明专利的原理图如图所示。其中T为高频开关变压器，S为功率开关管，D1、D2为整流二极管，C1、C2为滤波电容器，R1、R2为分压电阻。高压功率开关管根据控制电路提供的PWM(脉宽调制)信号进行开关，将直流母线电压转换成高频高压交流电压，经变压器降压耦合到副边，再经D1、D2整流、C1、C2滤波后送至信号调理电路供控制电路采样。高频开关变压器T的初级绕组为N1，次级绕组分别为N2和N3。N2绕组的输出电压VCC为变频器的控制电路提供电源。N3绕组的输出电压VS经分压电阻R1、R2分压后，送入控制电路的AD采样电路进行转换，这样，变频器中的高压直流母线电压就转换成了低压的数字信号，方便采样和运算。
设变压器初级绕组N1的匝数为n1，次级绕组N2和N3的匝数分别为n2和n3，直流母线电压为U，则输出电压：
V CC = n 2 · U n 1 × D
V S = n 3 · U n 1 × D
其中，D为开关管开关的占空比。
VCC是变频器的辅助电源，可按需要选定匝数比。VS可以进一步经分压电阻R1、R2分压，或经过运算电路调理成CPU所需的合适的值进行采样。

Claims (5)

1.一种连接于中压变频器正负母线之间的中压变频器直流母线电压采样装置，其特征在于：串接于正负母线之间的高频开关变压器初级连接高压功率开关管，高频开关变压器次级串接整流二极管，整流二极管连接滤波电容和分压电阻。
2.根据权利要求1所述的中压变频器直流母线电压采样装置，其特征在于：所述的高频开关变压器是利用变频器中的辅助电源变压器设计的，此高频开关变压器将主回路和控制回路进行了隔离。
3.根据权利要求1和2所述的中压变频器直流母线电压采样装置，其特征在于：所述高频开关变压器副边两路或多路绕组。其中一路用作直流母线电压采样，其他各路可作为变频器控制电路的辅助电源。
4.根据权利要求1、2和3所述的中压变频器直流母线电压采样装置，其特征在于：高频开关变压器将直流母线高电压转换为系统所需的低电压。
5.根据权利要求1所述的中压变频器直流母线电压采样装置，其特征在于：高压功率开关管根据控制电路提供的PWM(脉宽调制)信号进行开关。将直流母线电压转换成高频交流电压，经变压器降压耦合到副边，再经整流、滤波后送至信号调理电路供控制电路采样。
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