CN108414818A - 一种用于测量高频交流电压的采集电路及变频器 - Google Patents

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李玉宾
赵秋毅
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Abstract

本发明公开了一种用于测量高频交流电压的采集电路及变频器，所述的采集电路包括三个分别与变频器的三相输出端相连的采集终端，其中，采集终端包括变压模块、信号变换模块和输出模块，采集终端能够直接采集变频器的三相输出相电压，并通过变压模块、信号变换模块和输出模块对采集到的三相输出电压进行处理，并将处理后的电压传输到控制器上，控制器对接收到的电压信号进行判断，并判断信息调节变频器的三相输出端的三相输出相电压。

Description

一种用于测量高频交流电压的采集电路及变频器
技术领域
本发明属于信号采集技术领域，具体涉及一种用于测量高频交流电压的采集电路及变频器。
背景技术
专用变频器作为电机的驱动装置，为了保证电机长期可靠的运行，变频器的输出电压需要保持稳定，因此在专用变频器内设置了多项保护措施，其中输出过电压保护为其中一项重要的保护功能，当变频器输出电压大于某一设定值时，变频器立即被保护，即输出电压降至 0V，可以及时有效保证电机不受损害。现有的输出过电压保护功能都是通过输出电压传感器采集输出电压信号来实现的，此方式不仅占用了变频器的内部空间，增加了变频器的硬件成本，而且由于专用变频器输出电压为高频电压，市场上的电压传感器大多为工频电压传感器，采集高频电压有一定的误差，在传输的过程中由于传感器距离控制器较远，传输线路容易受到干扰，因此采集到的输出电压信号与实际值有一定的误差，影响变频器在过电压时的快速响应，从而为电机的长期稳定运行造成隐患。
上述现有技术存在以下缺点；
1、现有的输出过电压保护功能通过输出电压传感器采集输出电压信号，市场上的电压传感器大多为工频电压传感器，采集高频电压有很大的误差；
2、由于传感器距离控制器较远，传输线路容易受到干扰，影响变频器在过电压时的快速响应；
3、现有的输出过电压保护措施内置在变频器内，其中，传感器占用变频器的内部的大量空间，增加了变频器的硬件成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于测量高频交流电压的采集电路。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于测量高频交流电压的采集电路，包括三个分别与变频器的三相输出端相连的采集终端；
所述采集终端包括：依次连接的变压模块、信号变换模块和输出模块，所述的变压模块的输入端直接与对应的所述的变频器的相输出端相连通。
在上述技术方案中，所述变压模块包括三个互感器TV，所述互感器TV的输入引脚V+串接一电阻R1与对应的所述变频器输出相相连通，所述互感器TV的输出引脚C+连接至信号变换模块，同时，所述的互感器TV的输出引脚C+和引脚C-之间串接有一电阻R2。
在上述技术方案中，所述信号变换模块包括一放大器U1，所述放大器U1的正极输入引脚接地，所述放大器U1的负极输入引脚串接一电阻R3与所述互感器TV的输出引脚C+相连接，所述放大器U1的输出引脚串接一电阻R4后连接至所述放大器U1的负极输入引脚。
在上述技术方案中，所述放大器U1的负极输入引脚串联一电容C1，且所述电阻R4和所述电容C1并联连接。
在上述技术方案中，所述输出模块包括一串接在所述放大器U1的输出引脚的电阻R5以及一上拉电阻R6，所述的电阻R6连接至一钳位电压V1上。
在上述技术方案，所述三个采集终端中的所述互感器TV的电压输出引脚Vout相连接。
在上述技术方案中，所述信号变换模块用于对所述变压模块的输出端信号进行放大及滤波。
在上述技术方案中，所述互感器TV的型号为TV1005，所述放大器U1的型号为TL082。
在上述技术方案中，一种为变频器，其内部包括采集终端以及控制器，所述的采集终端的所述输出模块对应连接至所述控制器输入端，所述采集终端的输入端直接连接至所述变频器的对应的驱动相输出端。
上述技术方案中，所述控制器为DSP。
本发明的优点和有益效果为：
1、本发明的一种用于测量高频交流电压的采集电路直接采集变频器输出的三相电压信号，该电路省略了传感器采集信号和输出信号的环节，节约了成本，减少了误差，使采集的信号精确度更高；
2、本发明的一种用于测量高频交流电压的采集电路能够将采集的信号直接反馈给控制器，避免了传输过程中由于传输距离造成的误差，避免了传输线路受到干扰，能够实现对测量的高频交流电压的过电压快速响应；
3、本发明的一种用于测量高频交流电压的采集电路与变频器控制电路整合，采用该电路代替了传统的工频传感器检测信号，减少了占用变频器的空间，使整体体积变小，制造成本低。
附图说明
图1是本发明的一种用于测量高频交流电压的采集电路的电路图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的技术方案的以下实施例中，电阻R1阻值为240KΩ，电阻R2阻值为10KΩ，电阻R3阻值为OΩ，电阻R4阻值为1.8KΩ，电阻R5阻值为3.3KΩ，电阻R6阻值为3.3K Ω，电容C1电容值为0.1uF，电压V1的电压值为3.3V。
实施例一
如图1所示，一种用于测量高频交流电压的采集电路，包括三个分别与变频器的三相输出相相连的采集终端，其中，采集终端均包括：依次连接的变压模块、信号变换模块和输出模块，且变压模块的输入端直接与对应的变频器的输出相相连通。
变压模块将直接采集到的变频器的输出相电压信号变成较小的电压，并将获得的较小的电压输入到信号变换模块，信号变换模块对电压信号进行放大和过滤，并将放大和过滤后的电压信号输入到输出模块，输出模块将电压信号直接输入到控制器，控制器直接对接收的电压信号进行比较判断，根据判断值对变频器的三相输出电压进行调节。
本发明的一种用于测量高频交流电压的采集电路与变频器控制电路整合，采用该电路代替了传统的工频传感器检测信号，减少了占用变频器的空间，节省了成本，由于该电路省略了传感器采集信号和输出信号的环节，不但节约了成本，而且还减少了误差，使采集的信号精确度更高，并且，该电路能够将采集的信号直接反馈给控制器，避免了传输过程中由于传输距离造成的误差，避免了传输线路受到干扰，能够实现对测量的高频交流电压的过电压快速响应，
实施例二
如图1所示，以实施例一为基础，变压模块包括三个互感器TV，其中互感器TV的输入引脚V+串接一电阻R1与对应的变频器输出相相连通，互感器TV的输出引脚C+连接至信号变换模块，同时，互感器TV的输出引脚C+和引脚C-之间串接有一电阻R2，三个采集终端中的互感器TV的电压输出引脚Vout相连接，即三个电压输出引脚Vout相互连接，用于保证三个采集终端的输入电压值的一致性，其中，互感器TV的型号为TV1005。
三个采集终端的互感器TV的电压输入引脚V+分别与变频器三相输出相相连接，直接采集到变频器的三相输出相电压，其中互感器TV的输入引脚V+串接一电阻R1与对应的变频器输出相相连通，经过互感器TV将相电压变换成较小的相电压，且互感器TV的输出引脚C+和引脚C-之间串接有一电阻R2，用于防止互感器TV的输出端电路开路。
本发明的一种用于测量高频交流电压的采集电路与变频器的控制器相连接，能够直接对变频器的三相输出电压进行实时监测，并能够对监测到的信号进行判断，实时对变频器的三相输出电压进行调节，使变频器的三相输出电压保持稳定，方便使用，且该电路直接采集变频器输出的三相电压信号，该电路省略了传感器采集信号和输出信号的环节，节约大量的成本，降低了误差，使采集的信号精确度更高。
实施例三
如图1所示，以实施例一和实施例二为基础，采集终端的信号变换模块包括三个一一与互感器TV对应的放大器U1，放大器U1的正极输入引脚接地，放大器U1的负极输入引脚串接一与互感器TV的输出引脚C+相连接的电阻R3，放大器U1的输出引脚串接一电阻R4后连接至放大器U1的负极输入引脚，放大器U1的负极输入引脚和输出引脚之间串联一电容C1，且电阻R4和电容C1并联连接，用于对变压模块输出端信号进行放大及滤波，放大器U1的型号为TL082。
互感器TV的输出引脚C+的输出信号为相电压信号，该相电压信号通过电阻R3输入到放大器U1的负极输入引脚上，其中，电阻R3的阻值为0Ω，在高频信号下，充当电感作用，主要是解决EMC问题，用于吸收电阻R3的前端电路的杂散干扰，放大器U1的负极输入引脚和输出引脚之间串联电阻R4，电容C1和电阻R4并联连接在放大器U1的负极输入引脚和输出引脚之间，电容C1对放大器U1的负极输入引脚的输入电压进行滤波，能够通低频阻高频信号，且放大器U1对放大器U1的负极输入引脚电压进行放大，放大倍数与电阻R4和电容C1 有关。输出模块包括一串接在放大器U1的输出引脚的电阻R5以及一上拉电阻R6，电阻R6 连接至一钳位电压V1上，其中，电阻R5和电阻R6相连接，放大器U1的输出引脚的输出电压通过电阻R5叠加到钳位电压V1上，叠加后的电压信号为输出模块的输出相电压。
本发明的一种用于测量高频交流电压的采集电路的信号变换模块，能够对信号进行放大和过滤，使输出信号稳定，避免了高频信号的干扰。
实施例四
本实施例公开了一种为变频器，其内部包括采集电路以及控制器，采集终端的输出模块对应连接至控制器输入端，采集终端的输入端直接连接至变频器对应的驱动相输出端，控制器能够对变频器的三相输出相电压进行实时监测，且并能够根据监测的信号实时调节变频器的三相输出相电压，且控制器与监测变频器的其他信号(如变频器的频率信号等)的控制器件进行通信连接。其中，采集终端的输出模块的输出相电压分别为Uout1、Vout1和Wout1，控制器为DSP。
采集终端的输出模块的输出相电压(Uout1、Vout1和Wout1)输入控制器上，控制器直接对输入的相电压信号与设定的过压值进行比较判断，从而判断过压保护，控制器将过压保护信号直接反馈到变频器，并对变频器的输出电压进行调整。
本发明的一种用于测量高频交流电压的采集电路能够将采集的信号直接反馈给控制器，避免了传输过程中由于传输距离造成的误差，避免了传输线路受到干扰，能够实现对测量的高频交流电压的过电压快速响应，而且将采集模块整合到变频器内部，整体空间要求变小，降低了制造和使用成本。
以上对本发明/发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明/发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于测量高频交流电压的采集电路，其特征在于，包括三个分别与变频器的三相输出端相连的采集终端；
所述采集终端包括：依次连接的变压模块、信号变换模块和输出模块，所述的变压模块的输入端直接与对应的所述的变频器的相输出端相连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于测量高频交流电压的采集电路，其特征在于，所述变压模块包括三个互感器TV，所述互感器TV的输入引脚V+串接一电阻R1与对应的所述变频器输出相相连通，所述互感器TV的输出引脚C+连接至信号变换模块，同时，所述的互感器TV的输出引脚C+和引脚C-之间串接有一电阻R2。
3.根据权利要求2所述的一种用于测量高频交流电压的采集电路，其特征在于，所述信号变换模块包括三个与互感器TV一一对应的放大器U1，所述放大器U1的正极输入引脚接地，所述放大器U1的负极输入引脚串接一电阻R3与所述互感器TV的输出引脚C+相连接，所述放大器U1的输出引脚串接一电阻R4后连接至所述放大器U1的负极输入引脚。
4.根据权利要求3所述的一种用于测量高频交流电压的采集电路，其特征在于，所述放大器U1的负极输入引脚串联一电容C1，且所述电阻R4和所述电容C1并联连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于测量高频交流电压的采集电路，其特征在于，所述输出模块包括一串接在所述放大器U1的输出引脚的电阻R5以及一上拉电阻R6，所述的电阻R6连接至一钳位电压V1上。
6.根据权利要求2所述的一种用于测量高频交流电压的采集电路，其特征在于，所述三个互感器TV的电压输出引脚Vout直接相连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于测量高频交流电压的采集电路，其特征在于，所述信号变换模块用于对所述变压模块的输出端信号进行放大及滤波。
8.根据权利要求3所述的一种用于测量电机高频交流电压的采集电路，其特征在于，所述互感器TV的型号为TV1005，所述放大器U1的型号为TL082。
9.一种变频器，其内部包括如权利要求1-8所述的采集终端以及控制器，所述的采集终端的所述输出模块对应连接至所述控制器输入端，所述采集终端的输入端直接连接至所述变频器对应的驱动相输出端。
10.根据权利要求9所述的一种变频器，所述控制器为DSP。
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