CN106771777B - 一种变频器逆变驱动信号检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变频器逆变驱动信号检测装置，包括信号输入电路、单片机检测系统、时钟控制电路和信号输出指示电路，内部电路的具体连接方式为：输入下拉电阻一端接地，另一端分别与逆变驱动信号输入端子和输入上拉电阻的一端连接，输入上拉电阻的另一端与单片机连接，单片机分别与地面、电压源和复位装置的一端连接，复位装置的另一端与输出下拉电阻的一端连接，输出下拉电阻的另一端与输出指示二极管的正极连接，输出指示二极管的正极与单片机连接，输出指示二极管的负极接地。本发明的检测装置能够快速确定出现故障的驱动信号电路，从而节省维修时间和维修成本，降低变频器维修的工作强度，提高维修工作效率。

Description

一种变频器逆变驱动信号检测装置

技术领域

本发明属于信号检测装置领域，涉及一种变频器逆变驱动信号检测装置，特别是一种应用于化纤生产的变频器逆变驱动信号检测装置。

背景技术

随着化纤技术成熟，产能迅速提高，设备现代化程度也越来越高，变频器使用也更普遍，化纤生产线是一个较复杂的工程，从合成聚酯到生产出可用于纺织的纤维需要经过很复杂生产工艺流程才能形成的，聚酯的生产设备有很多是聚酯泵类、风机、冷冻机、空压机等；这些都是功率较大型的电动机，需要消耗大部分电能。从聚酯到生成纤维丝的过程中有螺杆挤出机，计量泵、油泵、牵引、卷曲、曳引切断、打包都离不开马达的驱动，其中有很多必须要调整速度才能满足化纤的生产工艺流程，有些必须做到恒张力的牵引控制，有些设备必须要多台电机进行同步调速度，这些都必须要用到变频器。采用变频器一些设备能达到节能目的，另一些可提高产量和质量，变频器是在化纤纺织行业应用最普遍的设备，也是自动化控制不可缺少的设备之一。

变频器的使用如此广泛，不可避免的，就会出现变频器的损坏。随着生产的运行，变频器的损坏也越来越多，并且大多数都是逆变驱动信号回路损坏，造成变频器主回路损坏。而更换一台变频器专用系列通用变频器90KW需要2万元左右，更换一台通用系列90KW变频器需要3万元左右。

目前大多数变频器检修工作都依靠万用表或者检修工作人员的维修经验，未发现有变频器驱动信号检测装置，而逆变驱动信号回路信号如果没有检修完好是很危险的，有时靠人为检修变频器，短时间使用还可以，但使用一段时间就会出现故障，轻则烧坏变频器主回路，重则可能出现炸毁变频器，出现设备人身事故。

实际维修时发现变频器的逆变驱动故障占比高达50％以上，变频器逆变驱动有多个驱动信号，变频器逆变驱动回路正常时，光电耦合器V5导通，驱动信号电位在正常范围，而变频器的故障检测是通过光电耦合器V5的输出给二极管V21一个信号，并通过功放V20的集电极来放大这个信号并输出，将所有故障输出都集中在功放V20上来检测，变频器正常时它能检测出一些基本故障，但它并不能检测出到底是哪一路驱动回路有问题，并且变频器逆变驱动回路严重故障时，短时间内就能烧坏变频器。快速确定出现故障的驱动信号电路对于节省维修时间、维修成本和消除变频器逆变回路故障造成的再次故障具有非常重大的意义，成为当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种变频器逆变驱动信号检测装置用于快速确定出现故障的驱动信号电路，从而节省维修时间和维修成本，降低变频器维修的工作强度，提高维修工作效率，同时降低因未能检测出信号电路故障而造成的逆变模块损坏的重大损失。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种变频器逆变驱动信号检测装置，所述变频器逆变驱动信号检测装置包括信号输入电路、单片机检测系统、时钟控制电路和信号输出指示电路；

信号输入电路主要由逆变驱动信号输入端子和一系列成对组合的输入上拉电阻和输入下拉电阻组成，成对组合是指一个输入上拉电阻与一个输入下拉电阻串联连接，不同对成对组合的输入上拉电阻和输入下拉电阻并联连接，所有的输入上拉电阻的电阻值相同，所有的输入下拉电阻的电阻值相同；

单片机检测系统主要由单片机、复位装置和电压源组成；

时钟控制电路主要由两个时钟控制端子、两个电容和一个晶振组成，两个时钟控制端子的一端分别与单片机连接，另一端分别与两个电容的一端连接，两个电容的另一端分别接地，两个时钟控制端子之间连有晶振；

信号输出指示电路主要由一系列成对组合的输出下拉电阻和输出指示二极管组成，成对组合是指一个输出下拉电阻和一个输出指示二极管串联连接，所有的输出下拉电阻并联连接且电阻值相同，所有的输出指示二极管并联连接且特性相同；

所述变频器逆变驱动信号检测装置内部电路的具体连接方式如下：

不同逆变驱动信号输入端子分别与对应的输入上拉电阻的一端连接，输入上拉电阻的该端与输入下拉电阻的一端连接，输入下拉电阻的另一端接地以保证电路不悬浮，输入上拉电阻的另一端与单片机的输入端口连接，单片机的电源端连接电压源，单片机的复位端与复位装置的一端连接，单片机与复位端同侧的另一端接地，复位装置的另一端与输出下拉电阻的一端连接，输出下拉电阻的另一端与单片机的输出端口连接，同时与输出指示二极管的正极连接，输出指示二极管的负极接地。当某一个输入端口有高电位时，单片机程序指示对应的输出端口保持输出高电位去点亮输出指示二极管，检测完成后按下复位端4μs以上时间可复位单片机。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种变频器逆变驱动信号检测装置，所述一系列成对组合的输入上拉电阻和输入下拉电阻共有6对。

如上所述的一种变频器逆变驱动信号检测装置，所述一系列成对组合的输出下拉电阻和输出指示二极管共有6对。

如上所述的一种变频器逆变驱动信号检测装置，所述电压源的电压为5伏特，电压源为单片机提供电源，因为本装置单片机需用电源为3-5伏特，而且逆变驱动信号输入高电平也是5伏特左右，太高或太低容易引起装置的误动作或不动作。

如上所述的一种变频器逆变驱动信号检测装置，所述输入上拉电阻的电阻值为100-120欧姆，所述输入下拉电阻的电阻值为10000欧姆，输入上拉电阻的电阻值为100-120欧姆，可以使接至输入端口的逆变驱动信号更好、更客观地反映出逆变驱动信号高低电位，而10000欧姆阻值附近的电阻中10000欧姆更普遍，既能解决输入端口的电压悬浮问题，又能过滤掉干扰信号。

如上所述的一种变频器逆变驱动信号检测装置，所述输出下位电阻的电阻值为1500-2500欧姆，在复位时可以更好地泄放输入端口电流。

如上所述的一种变频器逆变驱动信号检测装置，所述输出指示二极管是电压为3-5伏特且电流≤20mA可发出红色或绿色的可见光的发光二极管。

采用变频器逆变驱动信号检测装置检测变频器时，首先将逆变驱动信号输入端子与变频器逆变信号输出口连接，然后对电压源进行供电，供电后变频器逆变驱动信号检测装置被启动，单片机检测系统运行并自检，在自检时全部输出指示二极管闪亮四次，最后进行检测过程，检测过程中不同的变频器逆变驱动信号通过对应的逆变驱动信号输入端子接入检测装置，每个变频器逆变驱动信号通过一个输入上拉电阻接入单片机输入端口时，单片机检测系统迅速响应，当输入端口检测出故障时，该输入端口对应的输出端口输出高电位，连接该输出端口的输出指示二极管被点亮，单片机程序进入到死循环使该输出端口连接的输出指示二极管保持点亮，说明该输入端口对应的逆变驱动信号端子的逆变驱动信号回路已损坏。

本发明的一种变频器逆变驱动信号检测装置主要是由单片机来处理信号，单片机控制程序如下：

有益效果：

本发明的一种变频器逆变驱动信号检测装置操作简单，使用方便，能够快速确定出现故障的驱动信号电路，从而节省维修时间和维修成本，降低变频器维修的工作强度，提高维修工作效率，同时降低因未能检测出信号电路故障而造成的逆变模块损坏的重大损失。

附图说明

图1为本发明的变频器逆变驱动信号检测装置的电路示意图；

图2为采用本发明的变频器逆变驱动信号检测装置检测故障的检测流程图；

其中，1-输出下拉电阻，2-输出指示二极管，3-单片机，4-输入上拉电阻，5-输入下拉电阻，6-时钟控制电路，7-逆变驱动信号输入端子，8-复位装置，9-电压源。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

一种变频器逆变驱动信号检测装置如图1所示，包括信号输入电路、单片机检测系统、时钟控制电路6和信号输出指示电路；

信号输入电路主要由逆变驱动信号输入端子7和6对成对组合的输入上拉电阻和输入下拉电阻组成，成对组合是指一个输入上拉电阻4与一个输入下拉电阻5串联连接，不同对成对组合的输入上拉电阻4和输入下拉电阻5并联连接，所有的输入上拉电阻4的电阻值相同为100欧姆，所有的输入下拉电阻5的电阻值相同为10000欧姆；

单片机检测系统主要由单片机3、复位装置8和电压源9组成；

时钟控制电路6主要由两个时钟控制端子、两个电容和一个晶振组成，两个时钟控制端子的一端分别与单片机3连接，另一端分别与两个电容的一端连接，两个电容的另一端分别接地，两个时钟控制端子之间连有晶振；

信号输出指示电路主要由6对成对组合的输出下拉电阻1和输出指示二极管2组成，成对组合是指一个输出下拉电阻1和一个输出指示二极管2串联连接，所有的输出下拉电阻1并联连接且电阻值相同为2000欧姆，所有的输出指示二极管2并联连接且特性相同，输出指示二极管2为电压为4伏特，电流为20mA可发出红色的可见光的发光二极管；

变频器逆变驱动信号检测装置内部电路的具体连接方式如下：

不同逆变驱动信号输入端子7分别与对应的输入上拉电阻4的一端连接，输入上拉电阻4的该端与输入下拉电阻5的一端连接，输入下拉电阻5的另一端接地，输入上拉电阻4的另一端与单片机3的输入端口(P3.0-P3.5)连接，单片机3的电源端连接电压源9，电压源9的电压为5伏特，单片机3的复位端与复位装置8的一端连接，单片机3与复位端同侧的另一端接地，复位装置8的另一端与输出下拉电阻1的一端连接，输出下拉电阻1的另一端与单片机3的输出端口(P1.0-P1.5)连接，同时与输出指示二极管2的正极连接，输出指示二极管2的负极接地。

采用变频器逆变驱动信号检测装置检测变频器时，首先将逆变驱动信号输入端子7与变频器逆变信号输出口连接，然后对电压源9进行供电，供电后变频器逆变驱动信号检测装置被启动，单片机检测系统运行并自检，在自检时全部输出指示二极管2闪亮四次，最后进行检测过程，检测程序如图2所示，程序运行首先检测输入端口P3.0端口，检测出故障时，该输入端口对应的输出端口如P1.0端口输出高电位，连接该输出端口的输出指示二极管2被点亮，单片机程序进入到死循环使该输出端口连接的输出指示二极管2保持点亮，说明该连接P1.0对应的逆变驱动信号端子的逆变驱动信号回路已损坏；然后程序检测输入端口P3.1端口，检测出故障时，该输入端口对应的输出端口如P1.1端口输出高电位，连接该输出端口的输出指示二极管2被点亮，单片机程序进入到死循环使该输出端口连接的输出指示二极管2保持点亮，说明该连接P1.1对应的逆变驱动信号端子的逆变驱动信号回路已损坏；如序的执行检测程序，直至所有输入端口检测完毕。

经实践证明，本发明的一种变频器逆变驱动信号回路故障检测装置，确实解决了变频器维修的工作强度，提高了维修工作效率，同时降低了因未能检测出逆变驱动信号电路故障而造成的逆变模块损坏的重大损失。

Claims (7)

1.一种变频器逆变驱动信号检测装置，其特征是：所述变频器逆变驱动信号检测装置包括信号输入电路、单片机检测系统、时钟控制电路和信号输出指示电路；

信号输入电路主要由逆变驱动信号输入端子和一系列成对组合的输入上拉电阻和输入下拉电阻组成，成对组合是指一个输入上拉电阻与一个输入下拉电阻串联连接，不同对成对组合的输入上拉电阻和输入下拉电阻并联连接，所有的输入上拉电阻的电阻值相同，所有的输入下拉电阻的电阻值相同；

单片机检测系统主要由单片机、复位装置和电压源组成；

时钟控制电路主要由两个时钟控制端子、两个电容和一个晶振组成，两个时钟控制端子的一端分别与单片机连接，另一端分别与两个电容的一端连接，两个电容的另一端分别接地，两个时钟控制端子之间连有晶振；

信号输出指示电路主要由一系列成对组合的输出下拉电阻和输出指示二极管组成，成对组合是指一个输出下拉电阻和一个输出指示二极管串联连接，所有的输出下拉电阻并联连接且电阻值相同，所有的输出指示二极管并联连接且特性相同；

所述变频器逆变驱动信号检测装置内部电路的具体连接方式如下：

不同逆变驱动信号输入端子分别与对应的输入上拉电阻的一端连接，输入上拉电阻的该端与输入下拉电阻的一端连接，输入下拉电阻的另一端接地，输入上拉电阻的另一端与单片机的输入端口连接，单片机的电源端连接电压源，单片机的复位端与复位装置的一端连接，单片机与复位端同侧的另一端接地，复位装置的另一端与输出下拉电阻的一端连接，输出下拉电阻的另一端与单片机的输出端口连接，同时与输出指示二极管的正极连接，输出指示二极管的负极接地。

2.根据权利要求1所述的一种变频器逆变驱动信号检测装置，其特征在于，所述一系列成对组合的输入上拉电阻和输入下拉电阻共有6对。

3.根据权利要求1所述的一种变频器逆变驱动信号检测装置，其特征在于，所述一系列成对组合的输出下拉电阻和输出指示二极管共有6对。

4.根据权利要求1所述的一种变频器逆变驱动信号检测装置，其特征在于，所述电压源的电压为5伏特。

5.根据权利要求1所述的一种变频器逆变驱动信号检测装置，其特征在于，所述输入上拉电阻的电阻值为100-120欧姆，所述输入下拉电阻的电阻值为10000欧姆。

6.根据权利要求1所述的一种变频器逆变驱动信号检测装置，其特征在于，所述输出下拉 电阻的电阻值为1500-2500欧姆。

7.根据权利要求1所述的一种变频器逆变驱动信号检测装置，其特征在于，所述输出指示二极管是电压为3-5伏特且电流≤20mA可发出红色或绿色的可见光的发光二极管。

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