CN202267711U - 一种变频功率传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种变频功率传感器，包括：电信号采集单元，频率测量单元，相位及幅度补偿单元，功率乘法器和数据处理及输出单元，其中：所述电信号采集单元的输出端分别与相位及幅度补偿单元输入端及所述频率测量单元输入端电连接；所述频率测量单元的输出端与所述相位及幅度补偿单元输入端电连接；所述相位及幅度补偿单元信号输出端与所述功率乘法器的输入端连接；所述数据处理及输出单元的输入端分别与所述频率测量单元的输出端及所述功率乘法器的输出端连接。所述相位及幅度补偿单元根据采集信号的不同频率进行补偿调节，并计算处理时根据不同频率信号进行低通滤波器的系数调整，达到了多种频率信号量的采集补偿准确模拟输出的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及频率传感器技术领域，更具体地说，涉及一种变频功率传感器。
背景技术
功率传感器是将隔离电压输入和隔离电流输入经过功率乘法器运算，进行数据处理后得到功率模拟量并输出的设备，图1示出了现有的功率传感器的运行原理。
现有的功率传感器多适用于50Hz/60Hz的输入信号测量，输入不同频率的信号相位和幅值相差很大，举例说明，在输入信号为50Hz/60Hz时进行频率校正后，再输入频率为400Hz的信号后，输出的功率模拟量将出现相位和幅度上的误差。
随着电信号频率应用的多样性不断增加，现有的功率传感器在面临输入频率的大幅度变化时，不仅将出现频率采样率不能得到宽频测量要求及上述功率传感器输出模拟功率误差大的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种变频功率传感器，以实现对变频信号的采集和准确模拟输出。
一种变频功率传感器，包括：电信号采集单元，频率测量单元，相位及幅度补偿单元，功率乘法器和数据处理及输出单元，其中：
所述电信号采集单元的输出端分别与相位及幅度补偿单元输入端及所述频率测量单元输入端电连接；
所述频率测量单元的输出端与所述相位及幅度补偿单元输入端电连接；
所述相位及幅度补偿单元信号输出端与所述功率乘法器的输入端连接；
所述数据处理及输出单元的输入端分别与所述频率测量单元的输出端及所述功率乘法器的输出端连接。
为了完善上述方案，所述电信号采集单元包括电压隔离输入模块和电流隔离输入模块，所述电压隔离输入模块的输出端与所述频率测量单元的输入端连接。
相位及幅度补偿单元包括与所述电压隔离输入单元输出端连接的电压相位及幅度补偿单元，以及，与所述电流隔离输入单元输出端连接的电流相位及幅度补偿单元。
相位及幅度补偿单元包括相位补偿模块和幅度补偿模块。
所述相位补偿模块包括与所述频率测量单元输出端连接的滤波器系数调节模块；
以及，与所述电信号采集单元的输出端连接的相位补偿软件滤波器。
所述频率测量单元包括：依次电连接的模数转换模块、低通滤波器和频率计算模块。
所述数据处理及输出单元包括：与所述频率测量单元输出端连接的滤波器系数调节模块；
以及，与所述功率乘法器的输出端连接的低通滤波器。
从上述的技术方案可以看出，本实用新型的实施例通过对输入信号进行相位和幅度的补偿再进行后续处理，所述相位及幅度补偿单元根据采集信号的不同频率进行补偿调节，并在功率乘法器输出后的计算处理时，根据不同频率信号进行低通滤波器的系数调整，从而达到了针对多种频率信号量的采集及相应补偿，以及准确模拟输出的技术效果
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例公开的一种现有功率传感器运行原理示意图；
图2为本实用新型实施例公开的一种变频功率传感器结构示意图；
图3为本实用新型实施例公开的一种变频功率传感器电压隔离输入电路结构示意图；
图4为本实用新型又一实施例公开的一种变频功率传感器电压隔离输入电路结构示意图；
图5为本实用新型实施例公开的一种变频功率传感器电流隔离输入电路结构示意图；
图6为本实用新型实施例公开的一种变频功率传感器数据处理及输出单元结构示意图；
图7为本实用新型实施例公开的一种变频功率传感器频率测量单元结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例公开了一种变频功率传感器，以实现对变频信号的采集和准确模拟输出。
图2示出了一种变频功率传感器，包括：
电信号采集单元11，频率测量单元12，相位及幅度补偿单元13，功率乘法器14和数据处理及输出单元15，其中：
所述电信号采集单元11的输出端分别与相位及幅度补偿单元13输入端及所述频率测量单元输入端电连接；
所述频率测量单元12的输出端与所述相位及幅度补偿单元13输入端电连接；
所述相位及幅度补偿单元13信号输出端与所述功率乘法器14的输入端连接；
所述数据处理及输出单元15的输入端分别与所述频率测量单元12的输出端及所述功率乘法器15的输出端连接。
图3示出了又一种变频功率传感器，在图1图示的基础上，可以看出，所述电信号采集单元11包括：
所述电信号采集单元11包括电压隔离输入模块111和电流隔离输入模块112，所述电压隔离输入模块111的输出端与所述频率测量单元12的输入端连接。
所述相位及幅度补偿单元13包括与所述电压隔离输入单元(如图4所示)111输出端连接的电压相位及幅度补偿单元131，以及，与所述电流隔离输入单元112输出端连接的电流相位及幅度补偿单元132。
上述相位及幅度补偿单元包括相位补偿模块和幅度补偿模块。
电压、电流信号经过电压隔离输入模块111和电流隔离输入模块112(如图5所示)隔离之后，经过相位及幅度补偿单元分别进行电压信号及电流信号的相位和幅度补偿，频率测量单元12测得的频率输入至所述相位及幅度补偿单元。进过补偿后的电压及电流信号经过所述功率乘法器14后，再经过数据处理及输出单元15的处理后输出。
需要注意的是：
所述相位及幅度补偿单元13以以频率测量单元12输出的频率作为滤波器系数调节的的依据，并利用嵌入相位补偿软件的滤波器对信号进行滤波；
而所述数据处理及输出单元的计算以频率测量单元12输出的频率作为滤波器系数调节的依据，并利用低通滤波器对信号完成滤波，以适应不同的频率的功率模拟量准确的输出，如图6所示。
另外，图7示出了频率测量单元12的一种具体实现方式，而并不局限于列举形式。
需要明确的是：所述功率传感器可在较宽的频域内对电信号进行功率测量，尤其适用于变频器中连续频率的功率测量情景，但并不局限。
综上所述：
本实用新型的实施例通过对输入信号进行相位和幅度的补偿再进行后续处理，所述相位及幅度补偿单元根据采集信号的不同频率进行补偿调节，并在功率乘法器输出后的计算处理时，根据不同频率信号进行低通滤波器的系数调整，从而达到了针对多种频率信号量的采集及相应补偿，以及准确模拟输出的技术效果。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种变频功率传感器，其特征在于，包括：电信号采集单元，频率测量单元，相位及幅度补偿单元，功率乘法器和数据处理及输出单元，其中：
所述电信号采集单元的输出端分别与相位及幅度补偿单元输入端及所述频率测量单元输入端电连接；
所述频率测量单元的输出端与所述相位及幅度补偿单元输入端电连接；
所述相位及幅度补偿单元信号输出端与所述功率乘法器的输入端连接；
所述数据处理及输出单元的输入端分别与所述频率测量单元的输出端及所述功率乘法器的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的变频功率传感器，其特征在于，所述电信号采集单元包括电压隔离输入模块和电流隔离输入模块，所述电压隔离输入模块的输出端与所述频率测量单元的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的变频功率传感器，其特征在于，相位及幅度补偿单元包括与所述电压隔离输入单元输出端连接的电压相位及幅度补偿单元，以及，与所述电流隔离输入单元输出端连接的电流相位及幅度补偿单元。
4.根据权利要求3所述的变频功率传感器，其特征在于，相位及幅度补偿单元包括相位补偿模块和幅度补偿模块。
5.根据权利要求4所述的变频功率传感器，其特征在于，所述相位补偿模块包括与所述频率测量单元输出端连接的滤波器系数调节模块；
以及，与所述电信号采集单元的输出端连接的相位补偿软件滤波器。
6.根据权利要求1所述的变频功率传感器，其特征在于，所述频率测量单元包括：依次电连接的模数转换模块、低通滤波器和频率计算模块。
7.根据权利要求1所述的变频功率传感器，其特征在于，所述数据处理及输出单元包括：与所述频率测量单元输出端连接的滤波器系数调节模块；
以及，与所述功率乘法器的输出端连接的低通滤波器。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103675435A (zh) * | 2012-09-03 | 2014-03-26 | 美的集团股份有限公司 | 变频空调室外机及其整机消耗功率的自检系统和方法 |
| CN104111372A (zh) * | 2014-05-08 | 2014-10-22 | 徐伟专 | 一种基于数字量传输的变频电量的分析装置 |
| CN106353587A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-01-25 | 成都前锋电子仪器有限责任公司 | 一种功率传感器数据处理方法及系统 |
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| CN106353587B (zh) * | 2016-10-21 | 2020-06-09 | 成都前锋电子仪器有限责任公司 | 一种功率传感器数据处理方法及系统 |
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