CN116539973A - 一种三相变频器电网缺相检测装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种三相变频器电网缺相检测装置与方法，其方法应用于装置，其装置包括采样模块、计算模块和电网频率设置模块；所述采样模块用于对三相电网中的直流母线电压进行采样；所述电网频率设置模块与所述计算模块电连接，用于改变直流母线电压频率为50HZ或60HZ；所述计算模块分别与所述采样模块和电网频率设置模块电连接，用于计算相应电压频率下的母线电压基波分量幅值，并将其与设定阈值进行比较，判断是否发生三相电网缺相。本发明能够精确地检测需要进行输入缺相保护的情况，精确度和可靠性更高。

Description

一种三相变频器电网缺相检测装置与方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种三相变频器电网缺相检测装置与方法。

背景技术

变频空调中普遍使用交-直-交电压型变频器，工业及商业应用大功率变频器又以三相供电为主，采取不控整流的方法得到直流电压，供逆变器产生可调频率的电压。

一般情况下，三相不控整流桥整流得到的直流电压纹波很小，但是当三相电源发生缺相，如相线接触不良、电网故障、漏接等情况时，网侧电压峰值为单相电源的1.72倍，导致三相不控整流桥后母线电压的纹波也远高于单相输入电源的情况。容易造成逆变器后负载(如压缩机、风机)运行不稳定。同时在相同工况及负载下，网侧输入电流大幅增加，容易触发系统过流保护。

现有技术方案主要通过整流桥后母线电压的波动情况来间接推测电网是否发生缺相，但很可能受到工况变化(突然加减载、轻载、重载)、滤波电感电容、电网电压畸变、干扰(数据的毛刺)等影响，容易误检。

发明内容

本发明的目的在于提出一种三相变频器电网缺相检测装置与方法，能够精确地检测需要进行输入缺相保护的情况，精确度和可靠性更高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种三相变频器电网缺相检测装置，包括采样模块、计算模块和电网频率设置模块；

所述采样模块用于对三相电网中的直流母线电压进行采样；

所述电网频率设置模块与所述计算模块电连接，用于改变直流母线电压频率为50HZ或60HZ；

所述计算模块分别与所述采样模块和电网频率设置模块电连接，用于计算相应电压频率下的母线电压基波分量幅值，并将其与设定阈值进行比较，判断是否发生三相电网缺相。

优选的，所述采样模块包括第一电源Ua、第二电源Ub、第二电源Uc、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电感器La、电感器Lb、电感器Lc、电感器Ld、极性电容Vdc、电阻R1、电阻R2和电阻R3；

所述第一电源Ua与所述电感器La的一端电连接，所述电感器La的另一端分别与所述二极管D1的正极和所述二极管D2的负极电连接，所述第二电源Ub与所述电感器Lb的一端电连接，所述电感器Lb的另一端分别与所述二极管D3的正极和所述二极管D4的负极电连接，所述第三电源Uc与所述电感器Lc的一端电连接，所述电感器Lc的另一端分别与所述二极管D5的正极和所述二极管D6的负极电连接，所述二极管D1的负极、二极管D3的负极和二极管D5的负极均与所述电感器Ld的一端电连接，所述电感器Ld的另一端分别与所述极性电容Vdc的正极、电阻R1的一端和电阻R3的一端电连接，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2的另一端电连接，所述二极管D2的负极、二极管D4的负极、二极管D6的负极、极性电容Vdc的负极、电阻R2的另一端和电阻R3的另一端均接地。

优选的，所述计算模块包括比例放大器k1、比例放大器k2、比例放大器k3、比例放大器k4、低通滤波器LPF1、低通滤波器LPF2、低通滤波器LPF3、加减器J1、加减器J2、乘法器M1、乘法器M2、平方器S1、平方器S2、开方器S3、积分器I1、余弦器COS、正弦器SIN；

所述比例放大器k1的输入端与所述采样模块电连接，所述比例放大器k1的输出端分别与所述加减器M1的输入端和低通滤波器LPF1的输入端电连接，所述低通滤波器LPF1的输出端与所述加减器M1的输入端电连接，所述加减器J1的输出端分别与所述乘法器M1的输入端和乘法器M2的输入端电连接，所述乘法器M1的输出端与所述低通滤波器LPF2的输入端电连接，所述低通滤波器LPF2的输出端与所述比例放大器k2的输入端电连接，所述比例放大器k2的输出端与所述平方器S1的输入端电连接，所述平方器S1的输出端与所述加减器J2的输入端电连接，所述加减器J2的输出端与所述开方器S3的输入端电连接；

所述电网频率设置模块的输出端与所述比例放大器k3的输入端电连接，所述比例放大器k3的输出端与所述积分器I1的输入端电连接，所述积分器I1的输出端分别与余弦器COS的输入端和正弦器SIN的输入端电连接，所述余弦器COS的输出端与所述乘法器M1的输入端电连接，所述正弦器SIN的输出端与所述乘法器M2的输入端电连接，所述乘法器M2的输出端与所述低通滤波器LPF3的输入端电连接，所述低通滤波器LPF3的输出端与所述比例放大器k4的输入端电连接，所述比例放大器k4的输出端与所述平方器S2的输入端电连接，所述平方器S2的输出端与所述加减器J2的输入端电连接，所述开方器S3输出端输出母线电压基波分量幅值。

一种三相变频器电网缺相检测方法，应用于如上述所述的一种三相变频器电网缺相检测装置；

所述方法包括：

S1、通过所述采样模块100对三相电网中的直流母线电压进行采样，得到直流母线电压实际值V_dc；

S2、根据直流母线电压实际值V_dc，通过所述计算模块200计算得出直流母线电压中的纹波分量

S3、通过所述电网频率设置模块300设置第一电网电压频率ω₁或第二电网电压频率ω₂；其中所述第一电网电压频率ω₁为50HZ，所述第二电网电压频率ω₂为60HZ；

S4、根据第一电网电压频率ω₁和第二电网电压频率ω₂，计算出相应的母线电压纹波中基波分量频率ω₀；

S5、根据母线电压中的纹波分量和两个母线电压纹波中基波分量频率ω₀，通过所述计算模块200计算第一电网电压频率ω₁下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{50HZ_mag}和第二电网电压频率下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{60HZ_mag}；

S6、将第一电网电压频率ω₁下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{50HZ_mag}以及第二电网电压频率ω₂下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{60HZ_mag}与设定阈值进行比较，判断是否发生三相电网缺相。

优选的，在S1中，所述直流母线电压实际值V_dc表示为：

其中，V_dc表示经过比例放大器K1放大后的母线电压实际值；k表示比例放大器k1的放大倍数；R₁表示电阻R1的阻值；R₂表示电阻R2的阻值；V_dc-ad表示直流母线电压的采样值。

优选的，在S2中，所述通过所述计算模块200计算得出母线电压中的纹波分量具体包括：

S21、将直流母线电压表示为：

其中U₀表示直流母线电压的直流分量；表示直流母线电压的纹波分量；n表示n倍基波频率的谐波次数；m为所有谐波成分次数；U_na表示n倍基波频率的纹波电压余弦分量幅值；U_nb表示n倍基波频率的纹波电压正弦分量幅值；t表示时间；

S22、提取谐波次数n＝1频次的直流母线电压纹波：

S221、通过低通滤波器LPF1得到直流分量U₀：

U₀＝LPF1(V_dc) (3)

其中LPF1()表示经过低通滤波器LPF1的作用；

S222、计算当谐波次数n＝1频次时，2倍基波频率下的纹波分量为：

在直流母线电压V_dc里减去直流分量V₀得到纹波分量

根据公式(2)，将纹波分量表示为：

当谐波次数n＝1频次时，2倍基波频率下的纹波分量表示为：

其中U_a表示基波频率的纹波电压余弦分量幅值，U_b表示基波频率的纹波电压正弦分量幅值，φ表示基波频率的纹波电压的相位。

优选的，在S4中，所述根据第一电网电压频率ω₁和第二电网电压频率ω₂，计算出相应的母线电压纹波中基波分量频率ω₀；具体包括：

(1)当所述电网频率设置模块300设置第一电网电压频率ω₁为50HZ时，得到母线电压纹波中基波分量频率ω₀为：ω₀＝4π×50；

(2)当所述电网频率设置模块300设置第一电网电压频率ω₁为50HZ时，得到母线电压纹波中基波分量频率ω₀为：ω₀＝4π×60。

优选的，在S5中，根据母线电压中的纹波分量和两个母线电压纹波中基波分量频率ω₀，通过所述计算模块200计算第一电网电压频率ω₁下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{50HZ_mag}和第二电网电压频率下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{60HZ_mag}；具体包括：

S51、对直流母线电压纹波乘以cos(ω₀t)，如公式(7)：

S52、对公式(7)进行低通滤波提取出基波频率的纹波电压余弦分量幅值U_a：

其中LPF2()表示经过低通滤波器LPF2的作用；

S53、计算得到母线电压纹波分量中基波部分的正弦分量幅值U_b：

对直流母线电压纹波乘以sin(ω₀t)，如公式(9)：

对公式(8)进行低通滤波器LPF3可提取出母线电压纹波分量中基波部分的正弦分量幅值U_b：

其中LPF3()表示经过低通滤波器LPF3的作用；

S54、根据母线电压纹波分量中基波频率的纹波电压余弦分量幅值U_a和基波频率的纹波电压正弦分量幅值U_b，得到母线纹波分量中基波分量幅值U_mag：

S55、将ω₀＝4π×50代入S51至S54，得到U_{50HZ_mag}；

S56、将ω₀＝4π×60代入S51至S54，得到U_{60HZ_mag}。

上述技术方案中的一个技术方案具有以下有益效果：利用缺相时单相不控整流桥中母线电压纹波频率为电网电压频率的2倍，通过检测母线电压纹波中2倍的电网电压频率的基波分量幅值，来检测是否发生缺相。如果是电网电压频率为50Hz下缺相，则只会检测到100Hz的母线电压纹波，不会检测到120Hz的；同理电网电压频率为60Hz下，则100Hz的母线波动幅值基本为零。只要判定2倍的电网电压频率100Hz/120Hz任意一个基波分量幅值超过设定阈值，即可认为发生缺相，因此不必判断电网频率；如果发生缺相，则母线电压中电网电压频率部分的谐波幅值将大幅增加，而不缺相时基本检测不到该频率段的谐波含量。

附图说明

图1是现有技术的三相不控整流桥的结构示意图；

图2是对应图1的母线纹波电压与电网电压的关系示意图；

图3是现有技术的三相缺相时等效电路的结构示意图；

图4是对应图3的电容电流谐波与调制方式的关系示意图；

图5是本发明一种三相变频器电网缺相检测装置的结构示意图；

附图中：采样模块100、计算模块200、电网频率设置模块300。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图5所示，一种三相变频器电网缺相检测装置，包括采样模块100、计算模块200和电网频率设置模块300；

所述采样模块100用于对三相电网中的直流母线电压进行采样；

所述电网频率设置模块300与所述计算模块200电连接，用于改变直流母线电压频率为50HZ或60HZ；

所述计算模块200分别与所述采样模块100和电网频率设置模块300电连接，用于计算相应电压频率下的母线电压基波分量幅值，并将其与设定阈值进行比较，判断是否发生三相电网缺相。

结合图1和图2所示，无论整流桥前后电感、电容选取多大，或者整机工作电流多大，或者电网波形如何发生畸变，电容侧直流母线电压Vdc波动部分频率为电网电压Va频率的6倍。只是当电抗器或者电解电容选取较大，或者工作负载较轻时，Vdc波动幅值很小。一般轻载情况下波动幅值小于1V。

结合图3和图4所示，相对于三相整流的情况，缺相时母线电压Vdc纹波频率为电网电压Va频率的2倍，这也与整流桥前后电感、电容选取多大，或者整机工作电流多大，或者电网波形如何发生畸变等无关。从上图仿真中可以看出，缺相时母线电压波动频率为电网电压频率的2倍，且波动幅值较大。

由此得到：不缺相时母线电压中波动频率为100Hz/120Hz谐波含量幅值很小，基本检测不到，不会发生误检；而如果只是检测母线电压整体的纹波幅值，则很可能受到工况变化如突然加减载、轻载、重载、滤波电感电容、电网电压畸变、干扰如数据的毛刺等影响，容易误检；

本发明利用缺相时单相不控整流桥中母线电压纹波频率为电网电压频率的2倍，通过检测母线电压纹波中2倍的电网电压频率的基波分量幅值，来检测是否发生缺相。如果是电网电压频率为50Hz下缺相，则只会检测到100Hz的母线电压纹波，不会检测到120Hz的；同理电网电压频率为60Hz下，则100Hz的母线波动幅值基本为零。只要判定2倍的电网电压频率100Hz/120Hz任意一个基波分量幅值超过设定阈值，即可认为发生缺相，因此不必判断电网频率；如果发生缺相，则母线电压中电网电压频率部分的谐波幅值将大幅增加，而不缺相时基本检测不到该频率段的谐波含量。

综上，本发明装置能够精确地检测需要进行输入缺相保护的情况，精确度和可靠性更高。

更进一步的说明，所述采样模块100包括第一电源Ua、第二电源Ub、第二电源Uc、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电感器La、电感器Lb、电感器Lc、电感器Ld、极性电容Vdc、电阻R1、电阻R2和电阻R3；

所述第一电源Ua与所述电感器La的一端电连接，所述电感器La的另一端分别与所述二极管D1的正极和所述二极管D2的负极电连接，所述第二电源Ub与所述电感器Lb的一端电连接，所述电感器Lb的另一端分别与所述二极管D3的正极和所述二极管D4的负极电连接，所述第三电源Uc与所述电感器Lc的一端电连接，所述电感器Lc的另一端分别与所述二极管D5的正极和所述二极管D6的负极电连接，所述二极管D1的负极、二极管D3的负极和二极管D5的负极均与所述电感器Ld的一端电连接，所述电感器Ld的另一端分别与所述极性电容Vdc的正极、电阻R1的一端和电阻R3的一端电连接，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2的另一端电连接，所述二极管D2的负极、二极管D4的负极、二极管D6的负极、极性电容Vdc的负极、电阻R2的另一端和电阻R3的另一端均接地。

更进一步的说明，所述计算模块200包括比例放大器k1、比例放大器k2、比例放大器k3、比例放大器k4、低通滤波器LPF1、低通滤波器LPF2、低通滤波器LPF3、加减器J1、加减器J2、乘法器M1、乘法器M2、平方器S1、平方器S2、开方器S3、积分器I1、余弦器COS、正弦器SIN；

所述比例放大器k1的输入端与所述采样模块100电连接，所述比例放大器k1的输出端分别与所述加减器M1的输入端和低通滤波器LPF1的输入端电连接，所述低通滤波器LPF1的输出端与所述加减器M1的输入端电连接，所述加减器J1的输出端分别与所述乘法器M1的输入端和乘法器M2的输入端电连接，所述乘法器M1的输出端与所述低通滤波器LPF2的输入端电连接，所述低通滤波器LPF2的输出端与所述比例放大器k2的输入端电连接，所述比例放大器k2的输出端与所述平方器S1的输入端电连接，所述平方器S1的输出端与所述加减器J2的输入端电连接，所述加减器J2的输出端与所述开方器S3的输入端电连接；

所述电网频率设置模块300的输出端与所述比例放大器k3的输入端电连接，所述比例放大器k3的输出端与所述积分器I1的输入端电连接，所述积分器I1的输出端分别与余弦器COS的输入端和正弦器SIN的输入端电连接，所述余弦器COS的输出端与所述乘法器M1的输入端电连接，所述正弦器SIN的输出端与所述乘法器M2的输入端电连接，所述乘法器M2的输出端与所述低通滤波器LPF3的输入端电连接，所述低通滤波器LPF3的输出端与所述比例放大器k4的输入端电连接，所述比例放大器k4的输出端与所述平方器S2的输入端电连接，所述平方器S2的输出端与所述加减器J2的输入端电连接，所述开方器S3输出端输出母线电压基波分量幅值。

具体的，所述比例放大器k1、比例放大器k2、比例放大器k3和比例放大器k4用于将电压信号进行内置设定的比例进行放大；

所述低通滤波器LPF1、低通滤波器LPF2和低通滤波器LPF3用于获取低于设定临界值的低频电压信号；

所述加减器J1和加减器J2用于将两个电压信号进行内置设定的算法进行加或减；

所述乘法器M1和乘法器M2用于将两个电压信号进行内置设定的算法进行互乘；

所述平方器S1和平方器S2用于将电压信号进行内置设定的比例进行开方；

所述开方器S3用于将电压信号进行内置设定的比例进行开方；

所述积分器I1用于将电压信号进行内置设定的比例进行积分；

所述余弦器COS用于将电压信号进行内置设定的比例进行计算；

所述正弦器SIN用于将电压信号进行内置设定的比例进行计算。

计算模块200主要为通过傅里叶级数计算对应频率点的幅值，延迟时间仅为1～2s，且计算结果具有统计性、长时性、连续性，不会因为偶然数据发生突变，不需要判断工况。该计算模块200具有电路结构简单，使得其运算精度高和成本低。

一种三相变频器电网缺相检测方法，应用于如上述所述的一种三相变频器电网缺相检测装置；

所述方法包括：

S1、通过所述采样模块100对三相电网中的直流母线电压进行采样，得到直流母线电压实际值V_dc；

S2、根据直流母线电压实际值V_dc，通过所述计算模块200计算得出直流母线电压中的纹波分量

S3、通过所述电网频率设置模块300设置第一电网电压频率ω₁或第二电网电压频率ω₂；其中所述第一电网电压频率ω₁为50HZ，所述第二电网电压频率ω₂为60HZ；

S4、根据第一电网电压频率ω₁和第二电网电压频率ω₂，计算出相应的母线电压纹波中基波分量频率ω₀；

S5、根据母线电压中的纹波分量和两个母线电压纹波中基波分量频率ω₀，通过所述计算模块200计算第一电网电压频率ω₁下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{50HZ_mag}和第二电网电压频率下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{60HZ_mag}；

S6、将第一电网电压频率ω₁下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{50HZ_mag}以及第二电网电压频率ω₂下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{60HZ_mag}与设定阈值进行比较，判断是否发生三相电网缺相。

本发明利用缺相时单相不控整流桥中母线电压纹波频率为电网电压频率的2倍，通过检测母线电压纹波中2倍的电网电压频率的基波分量幅值，来检测是否发生缺相。如果是电网电压频率为50Hz下缺相，则只会检测到100Hz的母线电压纹波，不会检测到120Hz的；同理电网电压频率为60Hz下，则100Hz的母线波动幅值基本为零。只要判定2倍的电网电压频率100Hz/120Hz任意一个基波分量幅值超过设定阈值，即可认为发生缺相，因此不必判断电网频率；如果发生缺相，则母线电压中电网电压频率部分的谐波幅值将大幅增加，而不缺相时基本检测不到该频率段的谐波含量。

综上，本发明装置能够精确地检测需要进行输入缺相保护的情况，精确度和可靠性更高。

更进一步的说明，在S1中，所述直流母线电压实际值V_dc表示为：

其中，V_dc表示经过比例放大器K1放大后的母线电压实际值；k表示比例放大器k1的放大倍数；R₁表示电阻R1的阻值；R₂表示电阻R2的阻值；V_dc-ad表示直流母线电压的采样值。

更进一步的说明，在S2中，所述通过所述计算模块200计算得出母线电压中的纹波分量；具体包括：

S21、将直流母线电压表示为：

其中U₀表示直流母线电压的直流分量；表示直流母线电压的纹波分量；n表示n倍基波频率的谐波次数；m为所有谐波成分次数；U_na表示n倍基波频率的纹波电压余弦分量幅值；U_nb表示n倍基波频率的纹波电压正弦分量幅值；t表示时间；

因为只需检测n＝1时(即2倍电网电压频率)的纹波电压，所以n>1部分不用关注。

S22、提取谐波次数n＝1频次的直流母线电压纹波：

因为母线电压的纹波分量相对于其直流信号太小，如一般纹波大小20～50V，而直流值500V，纹波信号占比小于0.1，直接处理容易出现误差大、精度小、延迟大的问题，所以需要先通过低通滤波器LPF1；

S221、通过低通滤波器LPF1得到直流分量U₀：

U₀＝LPF1(V_dc) (3)

其中LPF1()表示经过低通滤波器LPF1的作用；

S222、计算当谐波次数n＝1频次时，2倍基波频率下的纹波分量为：

在直流母线电压V_dc里减去直流分量V₀得到纹波分量

根据公式(2)，将纹波分量表示为：

当谐波次数n＝1频次时，2倍基波频率下的纹波分量表示为：

其中U_a表示基波频率的纹波电压余弦分量幅值，U_b表示基波频率的纹波电压正弦分量幅值，φ表示基波频率的纹波电压的相位。

纹波基波部分的电压幅值U_mag是最终的计算目标，在此之前需要先计算出基波余弦分量幅值U_a和正弦分量幅值U_b。

更进一步的说明，在S4中，所述根据第一电网电压频率ω₁和第二电网电压频率ω₂，计算出相应的母线电压纹波中基波分量频率ω₀；具体包括：

(1)当所述电网频率设置模块300设置第一电网电压频率ω₁为50HZ时，得到母线电压纹波中基波分量频率ω₀为：ω₀＝4π×50；

(2)当所述电网频率设置模块300设置第一电网电压频率ω₁为50HZ时，得到母线电压纹波中基波分量频率ω₀为：ω₀＝4π×60。

更进一步的说明，在S5中，根据母线电压中的纹波分量和两个母线电压纹波中基波分量频率ω₀，通过所述计算模块200计算第一电网电压频率ω₁下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{50HZ_mag}和第二电网电压频率下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{60HZ_mag}；具体包括：

S51、对直流母线电压纹波乘以cos(ω₀t)，如公式(7)：

上述方程有唯一直流分量U_a/2，即母线电压纹波分量中基波分量的余弦分量幅值，所以通过S52、对公式(7)进行低通滤波提取出基波频率的纹波电压余弦分量幅值U_a：

其中LPF2()表示经过低通滤波器LPF2的作用；

S53、计算得到母线电压纹波分量中基波部分的正弦分量幅值U_b：

对直流母线电压纹波乘以sin(ω₀t)，如公式(9)：

上述方程有唯一直流分量U_b/2，即母线电压纹波分量中基波分量的正弦分量幅值，所以对公式(8)进行低通滤波器LPF3可提取出母线电压纹波分量中基波部分的正弦分量幅值U_b：

其中LPF3()表示经过低通滤波器LPF3的作用；

S54、根据母线电压纹波分量中基波频率的纹波电压余弦分量幅值U_a和基波频率的纹波电压正弦分量幅值U_b，得到母线纹波分量中基波分量幅值U_mag：

S55、将ω₀＝4π×50代入S51至S54，得到U_{50HZ_mag}；

S56、将ω₀＝4π×60代入S51至S54，得到U_{60HZ_mag}。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种三相变频器电网缺相检测装置，其特征在于，包括采样模块、计算模块和电网频率设置模块；

所述采样模块用于对三相电网中的直流母线电压进行采样；

所述电网频率设置模块与所述计算模块电连接，用于改变直流母线电压频率为50HZ或60HZ；

所述计算模块分别与所述采样模块和电网频率设置模块电连接，用于计算相应电压频率下的母线电压基波分量幅值，并将其与设定阈值进行比较，判断是否发生三相电网缺相。

2.根据权利要求1所述的一种三相变频器电网缺相检测装置，其特征在于，所述采样模块包括第一电源Ua、第二电源Ub、第二电源Uc、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电感器La、电感器Lb、电感器Lc、电感器Ld、极性电容Vdc、电阻R1、电阻R2和电阻R3；

所述第一电源Ua与所述电感器La的一端电连接，所述电感器La的另一端分别与所述二极管D1的正极和所述二极管D2的负极电连接，所述第二电源Ub与所述电感器Lb的一端电连接，所述电感器Lb的另一端分别与所述二极管D3的正极和所述二极管D4的负极电连接，所述第三电源Uc与所述电感器Lc的一端电连接，所述电感器Lc的另一端分别与所述二极管D5的正极和所述二极管D6的负极电连接，所述二极管D1的负极、二极管D3的负极和二极管D5的负极均与所述电感器Ld的一端电连接，所述电感器Ld的另一端分别与所述极性电容Vdc的正极、电阻R1的一端和电阻R3的一端电连接，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2的另一端电连接，所述二极管D2的负极、二极管D4的负极、二极管D6的负极、极性电容Vdc的负极、电阻R2的另一端和电阻R3的另一端均接地。

3.根据权利要求2所述的一种三相变频器电网缺相检测装置，其特征在于，所述计算模块包括比例放大器k1、比例放大器k2、比例放大器k3、比例放大器k4、低通滤波器LPF1、低通滤波器LPF2、低通滤波器LPF3、加减器J1、加减器J2、乘法器M1、乘法器M2、平方器S1、平方器S2、开方器S3、积分器I1、余弦器COS、正弦器SIN；

所述比例放大器k1的输入端与所述采样模块电连接，所述比例放大器k1的输出端分别与所述加减器M1的输入端和低通滤波器LPF1的输入端电连接，所述低通滤波器LPF1的输出端与所述加减器M1的输入端电连接，所述加减器J1的输出端分别与所述乘法器M1的输入端和乘法器M2的输入端电连接，所述乘法器M1的输出端与所述低通滤波器LPF2的输入端电连接，所述低通滤波器LPF2的输出端与所述比例放大器k2的输入端电连接，所述比例放大器k2的输出端与所述平方器S1的输入端电连接，所述平方器S1的输出端与所述加减器J2的输入端电连接，所述加减器J2的输出端与所述开方器S3的输入端电连接；

所述电网频率设置模块的输出端与所述比例放大器k3的输入端电连接，所述比例放大器k3的输出端与所述积分器I1的输入端电连接，所述积分器I1的输出端分别与余弦器COS的输入端和正弦器SIN的输入端电连接，所述余弦器COS的输出端与所述乘法器M1的输入端电连接，所述正弦器SIN的输出端与所述乘法器M2的输入端电连接，所述乘法器M2的输出端与所述低通滤波器LPF3的输入端电连接，所述低通滤波器LPF3的输出端与所述比例放大器k4的输入端电连接，所述比例放大器k4的输出端与所述平方器S2的输入端电连接，所述平方器S2的输出端与所述加减器J2的输入端电连接，所述开方器S3输出端输出母线电压基波分量幅值。

4.一种三相变频器电网缺相检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-3任一项所述的一种三相变频器电网缺相检测装置；

所述方法包括：

S1、通过所述采样模块对三相电网中的直流母线电压进行采样，得到直流母线电压实际值V_dc；

S2、根据直流母线电压实际值V_dc，通过所述计算模块计算得出直流母线电压中的纹波分量

S3、通过所述电网频率设置模块设置第一电网电压频率ω₁或第二电网电压频率ω₂；其中所述第一电网电压频率ω₁为50HZ，所述第二电网电压频率ω₂为60HZ；

S4、根据第一电网电压频率ω₁和第二电网电压频率ω₂，计算出相应的母线电压纹波中基波分量频率ω₀；

S5、根据母线电压中的纹波分量和两个母线电压纹波中基波分量频率ω₀，通过所述计算模块计算第一电网电压频率ω₁下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{50HZ_mag}和第二电网电压频率下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{60HZ_mag}；

S6、将第一电网电压频率ω₁下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{50HZ_mag}以及第二电网电压频率ω₂下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{60HZ_mag}与设定阈值进行比较，判断是否发生三相电网缺相。

5.根据权利要求4所述的一种三相变频器电网缺相检测方法，其特征在于，在S1中，所述直流母线电压实际值V_dc表示为：

其中，V_dc表示经过比例放大器K1放大后的母线电压实际值；k表示比例放大器k1的放大倍数；R₁表示电阻R1的阻值；R₂表示电阻R2的阻值；V_dc-ad表示直流母线电压的采样值。

6.根据权利要求5所述的一种三相变频器电网缺相检测方法，其特征在于，在S2中，所述通过所述计算模块计算得出母线电压中的纹波分量具体包括：

S21、将直流母线电压表示为：

其中U₀表示直流母线电压的直流分量；表示直流母线电压的纹波分量；n表示n倍基波频率的谐波次数；m为所有谐波成分次数；U_na表示n倍基波频率的纹波电压余弦分量幅值；U_nb表示n倍基波频率的纹波电压正弦分量幅值；t表示时间；

S22、提取谐波次数n＝1频次的直流母线电压纹波：

S221、通过低通滤波器LPF1得到直流分量U₀：

U₀＝LPF1(V_dc) (3)

其中LPE1()表示经过低通滤波器LPF1的作用；

S222、计算当谐波次数n＝1频次时，2倍基波频率下的纹波分量为：

在直流母线电压V_dc里减去直流分量V₀得到纹波分量

根据公式(2)，将纹波分量表示为：

当谐波次数n＝1频次时，2倍基波频率下的纹波分量表示为：

其中U_a表示基波频率的纹波电压余弦分量幅值，U_b表示基波频率的纹波电压正弦分量幅值，φ表示基波频率的纹波电压的相位。

7.根据权利要求6所述的一种三相变频器电网缺相检测方法，其特征在于，在S4中，所述根据第一电网电压频率ω₁和第二电网电压频率ω₂，计算出相应的母线电压纹波中基波分量频率ω₀；具体包括：

(1)当所述电网频率设置模块设置第一电网电压频率ω₁为50HZ时，得到母线电压纹波中基波分量频率ω₀为：ω₀＝4π×50；

(2)当所述电网频率设置模块设置第一电网电压频率ω₁为50HZ时，得到母线电压纹波中基波分量频率ω₀为：ω₀＝4π×60。

8.根据权利要求7所述的一种三相变频器电网缺相检测方法，其特征在于，在S5中，根据母线电压中的纹波分量和两个母线电压纹波中基波分量频率ω₀，通过所述计算模块计算第一电网电压频率ω₁下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{50HZ_mag}和第二电网电压频率下的母线纹波分量中基波分量幅值U_{60HZ_mag}；具体包括：

S51、对直流母线电压纹波乘以cos(ω₀t)，如公式(7)：

S52、对公式(7)进行低通滤波提取出基波频率的纹波电压余弦分量幅值U_a：

其中LPF2()表示经过低通滤波器LPF2的作用；

S53、计算得到母线电压纹波分量中基波部分的正弦分量幅值U_b：

对直流母线电压纹波乘以sin(ω₀t)，如公式(9)：

对公式(8)进行低通滤波器LPF3可提取出母线电压纹波分量中基波部分的正弦分量幅值U_b：

其中LPF3()表示经过低通滤波器LPF3的作用；

S54、根据母线电压纹波分量中基波频率的纹波电压余弦分量幅值U_a和基波频率的纹波电压正弦分量幅值U_b，得到母线纹波分量中基波分量幅值U_mag：

S55、将ω₀＝4π×50代入S51至S54，得到U_{50HZ_mag}；

S56、将ω₀＝4π×60代入S51至S54，得到U_{60HZ_mag}。