CN216248127U

CN216248127U - 一种新型三相电流采样最大值报警电路

Info

Publication number: CN216248127U
Application number: CN202122664864.1U
Authority: CN
Inventors: 夏伟; 徐久志; 杜力强
Original assignee: Wuxi Sinmahe Power Control Co ltd
Current assignee: Wuxi Sinmahe Power Control Co ltd
Priority date: 2021-11-02
Filing date: 2021-11-02
Publication date: 2022-04-08
Anticipated expiration: 2031-11-02

Abstract

本实用新型涉及一种新型三相电流采样最大值报警电路，包括第一级电路、第二级电路和第三级电路；所述第一级电路为最值电路；所述第一级电路包括三个比例反相器；三个比例反相器的输入端分别输入三相电路的电压值；三个比例反相器的输出端同时连接至所述第二级电路的输入端；所述第二级电路为比例加法电路；所述第二级电路对输入电压进行比例加法运算；所述第三级电路为比较电路；所述第三级电路的第一输入端输入参考电压，所述第三级电路的第二输入端连接第二级电路的输出端；所述第三级电路的输出端输出结果电压。本实用新型将三相电流最大值提取出来，并与基准值进行比较。若三相电流中采样最大值超过基准值，则过流报警。

Description

一种新型三相电流采样最大值报警电路

技术领域

本实用新型涉及升降机的控制电路领域，具体涉及一种新型三相电流采样最大值报警电路。

背景技术

升降机是通过变频器控制其制动电机的工作模式的。变频器的过流问题是变频器各种报警问题的频率最高的问题之一。

在现有技术中已经有各种对于变频器三相电流的过流报警电路。一般来说，在现有技术中，所检测的是三相电流的值相对于接地端而言，是否有异常。所以，也一些技术方案，是通过加法器等先将三相电流相加，然后将三相电流的矢量和与参考值比较，由于三相电流的矢量和为0，所以当三相电流其中一相有异常时，则三相电流的矢量和不为0，根据检测三相电流的相加结果，即可以判断三相电流中是否有异常。但是在电机启动时，由于启动电流较大，且在启动初期三相电流不是特别平衡，所以这样的现有技术可能会有误报警的状态，也即报警发生时可能不一定是由于对地短路造成的报警，影响整个故障判断。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种新型三相电流采样最大值报警电路。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种新型三相电流采样最大值报警电路，包括第一级电路、第二级电路和第三级电路；所述第一级电路为最值电路；所述第一级电路包括三个比例反相器；三个比例反相器的输入端分别输入三相电路的电压值；三个比例反相器的输出端同时连接至所述第二级电路的输入端；所述第二级电路为比例加法电路；所述第二级电路对输入电压进行比例加法运算；所述第三级电路为比较电路；所述第三级电路的第一输入端输入参考电压，所述第三级电路的第二输入端连接第二级电路的输出端；所述第三级电路的输出端输出结果电压。

其进一步的技术方案为，所述第一级电路包括第一比例反相器、第二比例反相器和第三比例反相器；所述第一比例反相器包括比例运算回路和整流回路；所述比例运算回路和所述整流回路的输入端均作为第一比例反相器的输入端；第一比例反相器的输出端连接第二级电路；第一比例反相器、第二比例反相器和第三比例反相器的结构相同。

其进一步的技术方案为，所述比例运算回路包括第一运算放大器、第二电阻和第七电阻；第二电阻的第一端作为第一比例反相器的输入端；第二电阻的第二端连接第一运算放大器的反相输入端；第七电阻的第一端连接第一运算放大器的反相输入端，第七电阻的第二端连接第一运算放大器的输出端。

其进一步的技术方案为，所述比例运算回路包括第一运算放大器；所述整流回路包括第一二极管和第二二极管；第一二极管的阳极连接第一运算放大器的输出端，第一二极管的阴极连接第一运算放大器的反相输入端；第二二极管的阳极作为整流回路的输出端，第二二极管的阴极连接第一运算放大器的输出端。

其进一步的技术方案为，所述第二级电路包括第四运算放大器，第四运算放大器的正相输入端通过第十三电阻接地；第四运算放大器的反相输入端连接有滤波装置；第四运算放大器的反相输入端还连接所述第一级电路的输出端；第四运算放大器的输出端和反相输入端之间并联有第十四电阻。

其进一步的技术方案为，所述滤波装置为连接在所述第四运算放大器的反相输入端和接地端之间的第一电容。

其进一步的技术方案为，所述第三级电路包括第五运算放大器；所述第五运算放大器的第一输入端输入参考电压，所述第五运算放大器的第二输入端连接第二级电路的输出端；所述第五运算放大器的输出端输出结果电压。

其进一步的技术方案为，所述报警电路的安装于变频器的三相电压输出端。

其进一步的技术方案为，三个比例反相器的输入端分别连接于变频器的三相电压输出端的三个端口处；变频器带动施工升降梯的制动电机。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型涉及了三级电路用以监控三相电流的过流问题。首先第一级电路不仅对三相电信号进行比例运算，还进行了整流处理，将三相交流电信号分别转换为电压值较小的直流电信号，之后汇合于第二级电路之前的电路节点处时，电路节点处的电压为三相电压的最小值，第一级电路起到了一个挑选三路电压最值的功能。之后再通过第二级电路将最值电压综合起来再次进行比例和反向的运算，将最小值转换为最大值，最后再通过第三级电路进行与基准电压的比较。整个电路为一个整体，且仅有一个基准电压，整个电路的运算过程也仅关注电流的最值，结果明确，维护便捷。

尤其，本实用新型在第一级电路中增加了整流回路，所以对三相电信号的叠加，是整流之后的叠加，如果三相电信号正常，输出的是一个有六个脉冲的直流波形，如果任一一相过流，就会导致六个脉波中有一个脉波的波头幅值会较大，通过后两级电路的处理和比较，就能将过流信息提取出来报警。由于第一级电路是对电信号整流后叠加运算，其本质是将三相电流采样在任一时刻取绝对最值的电路。相较于现有技术，整流后叠加运算不存在误报警的情况，在任一时刻都只取最大值，只要设置比较器的最大报警阈值电压就可以了。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为本实用新型的电路结构示意图。

图3为本实用新型的安装位置示意图。

图中：1、第一级电路；11、第一比例反相器；111、第一运算放大器；112、第一电阻；113、第二电阻；114、第二二极管；115、第一二极管；116、第七电阻；117、第十电阻；12、第二比例反相器；121、第二运算放大器；122、第三电阻；123、第四电阻；124、第四二极管；125、第三二极管；126、第八电阻；127、第十一电阻；13、第三比例反相器；131、第三运算放大器；132、第五电阻；133、第六电阻；134、第六二极管；135、第五二极管；136、第九电阻；137、第十二电阻；2、第二级电路；21、第四运算放大器；22、第十三电阻；23、第十四电阻；24、第一电容；25、第二电容；3、第三级电路；31、第五运算放大器；32、第十五电阻；33、第十六电阻。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

图1为本实用新型的结构框图。如图1所示，电路包括三级，第一级电路1为最值电路，第二级电路2为比例加法电路，第三级电路3为比较电路。最值电路包括三个比例反相器。三个比例反相器的输入端分别连接至三相电路的每一相，分别接收输入信号V_ia、V_ib、V_ic。三个比例反相器分别对三个输入信号进行反向比例运算后，输出电压V_a、V_b、V_c。且三个比例反相器的输出端均汇合于第二级电路2的输入端。第二级电路2对输出电压V_a、V_b、V_c之和V_e进行比例加法运算后，输出电压V_f至第三级电路3。第三级电路3将电压V_f与基准电压V_ref进行比较后输出结果电压V_out。

图2为本实用新型的电路结构示意图。结合图1、图2所示，在第一级电路1中有：

第一比例反相器11包括第一运算放大器111、第一电阻112、第二电阻113、第一二极管115、第二二极管114、第七电阻116和第十电阻117。

第二比例反相器12包括第二运算放大器121、第三电阻122、第四电阻123、第三二极管124、第四二极管125、第八电阻126和第十一电阻127。

第三比例反相器13包括第三运算放大器131、第五电阻132、第六电阻133、第五二极管134、第六二极管135、第九电阻136和第十二电阻137。

第一比例反相器11、第二比例反相器12和第三比例反相器13的结构是相同的。以第一比例反相器11为例。

在第一比例反相器11中，第一运算放大器的111的正相输入端连接第一电阻112的第一端，第一电阻112的第二端接地。第一运算放大器111的反相输入端通过第二电阻113连接三相电路的第一相，输入第一相的电压信号V_ia。其中第一二极管115、第二二极管114、第七电阻116组成反馈回路。第一二极管115的阳极连接第一运算放大器111的输出端，第一二极管115的阴极连接第一运算放大器111的反相输入端。第二二极管114的阳极连接第十电阻117的第一端，第二二极管114的阴极连接第一运算放大器111的输出端。第二二极管114的阳极和第十电阻117的公共端处的电压为电压信号V_a。第十电阻117的第二端连接至第二级电路2的输入端，且第十电阻117的第二端和第二级电路2的输入端的公共端处的电压为电压信号V_e。

第一比例反相器11、第二比例反相器12和第三比例反相器13的输入端输入的是三相电压信号，所以，三个比例反相器输入端所输入的电压信号V_ia、V_ib、V_ic分别有：

V_ia＝Asin(ωt)

V_ib＝Bsin(ωt+120°)

V_ic＝Csin(ωt-120°)

上式中有：t为时间(s)，ω为角速度(°/s)，A、B、C分别为三相电压的幅值(V)，且A、B、C均≥0。

经过第一级电路1的三个比例反相器运算和取最小值电路，三个比例反相器的输出端所输出的电压V_a、V_b、V_c分别为：

上式中，R2为第二电阻113的阻值，R7为第七电阻116的阻值，R4为第四电阻123的阻值，R8为第八电阻126的阻值，R9为第九电阻136的阻值，R6为第六电阻133的阻值。

对第一比例反相器11而言，第一比例反相器11中第一运算放大器111、第七电阻116、第二电阻113对输入信号V_ia进行比例运算，第一二极管115和第二二极管114对输入信号V_ia进行反相滤波处理。第二比例反相器12和第三比例反相器13同理。

第二级电路2为比例加法电路。比例加法电路包括第四运算放大器21，第四运算放大器21的正相输入端连接第十三电阻22的第一端，第十三电阻22的第二端连接接地端。第四运算放大器21的反相输入端通过第一电容24接地。第四运算放大器21的反相输入端还同时连接三个比例反相器的输出端。第四运算放大器21的反相输入端连接第十四电阻23的第一端，第十四电阻23的第二端连接第四运算放大器21的输出端。第二电容25并联于第十四电阻23的两端。

节点电压V_e经过第一电容24滤波，有：

V_emin≈{min|-(R7/R2)*Asin(ωt),-(R8/R4)*Bsin(ωt+120°),-(R9/R6)*Csin(ωt-120°)}经过第二级电路2的比例加法运算处理，在第二级电路2的输出端有：

在上式中，R14为第十四电阻23的阻值，Rp为

第二级电路2经过计算后筛选出了三相电压的最值。

第三级电路3为比较电路，比较电路包括第五运算放大器31，第五运算放大器31的正相输入端连接第十五电阻32的第一端，第十五电阻32的第二端连接参考电压V_ref，第五运算放大器31的反相输入端连接第十六电阻33的第一端，第十六电阻33的第二端连接第四运算放大器21的输出端，也即第二级电路2的输出端。第五运算放大器31的输出端输出结果电压V_out。

第三级电路3中，第五运算放大器31将其反相输入端输入的电压信号V_f与其正相输入端输入的参考电压V_ref相比较，结果电压V_out是比较结果。如果V_f＜V_ref，则结果电压V_out输出高电平。如果V_f＞V_ref，则结果电压V_out由高电平翻转为低电平，所以，三相电压V_ia、V_ib、V_ic经过三级电路的变换运算后，其中任意一路的电压值超过参考电压V_ref值，则结果电压V_out会使得变频器报警。

图3为本实用新型的安装位置示意图。参考图3，本实用新型的报警电路安装于变频器的三相电压进线端，具体的，三个比例反相器的输入端分别连接于变频器的三相电压输出端的三个端口处；当变频器所输出的三相电压异常时，报警电路报警。变频器带动施工升降梯的制动电机。制动电机一般有两个，分别控制施工升降机上升或者下降。变频器一般还包括多个信号输出端，连接相应的继电器线圈，进而控制制动电机的具体运作方式。升降机的变频器和制动电机的连接方法为较为成熟的现有技术，本实用新型不涉及对此的改进。

进一步的，报警电路还可以连接报警装置，可以是警铃、警示灯之类的装置，用以提示结果电压V_out的不正常结果。或者也可以在三相电压和变频器之间增加一个继电器的常闭开关，报警电路连接继电器线圈，当结果电压V_out提示异常后，继电器线圈得电，用以断开三相电压和变频器之间的常闭开关，直接将继电器从电网中断开。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在不违背本实用新型的基本结构的情况下，本实用新型可以作任何形式的修改。

Claims

1.一种新型三相电流采样最大值报警电路，其特征在于，包括第一级电路(1)、第二级电路(2)和第三级电路(3)；所述第一级电路(1)为最值电路；所述第一级电路(1)包括三个比例反相器；三个比例反相器的输入端分别输入三相电路的电压值；三个比例反相器的输出端同时连接至所述第二级电路(2)的输入端；所述第二级电路(2)为比例加法电路；所述第二级电路(2)对输入电压进行比例加法运算；所述第三级电路(3)为比较电路；所述第三级电路(3)的第一输入端输入参考电压，所述第三级电路(3)的第二输入端连接第二级电路(2)的输出端；所述第三级电路(3)的输出端输出结果电压。

2.根据权利要求1所述的新型三相电流采样最大值报警电路，其特征在于，所述第一级电路(1)包括第一比例反相器(11)、第二比例反相器(12)和第三比例反相器(13)；所述第一比例反相器(11)包括比例运算回路和整流回路；所述比例运算回路和所述整流回路的输入端均作为第一比例反相器(11)的输入端；第一比例反相器(11)的输出端连接第二级电路(2)；第一比例反相器(11)、第二比例反相器(12)和第三比例反相器(13)的结构相同。

3.根据权利要求2所述的新型三相电流采样最大值报警电路，其特征在于，所述比例运算回路包括第一运算放大器(111)、第二电阻(113)和第七电阻(116)；第二电阻(113)的第一端作为第一比例反相器(11)的输入端；第二电阻(113)的第二端连接第一运算放大器(111)的反相输入端；第七电阻(116)的第一端连接第一运算放大器(111)的反相输入端，第七电阻(116)的第二端连接第一运算放大器(111)的输出端。

4.根据权利要求2所述的新型三相电流采样最大值报警电路，其特征在于，所述比例运算回路包括第一运算放大器(111)；所述整流回路包括第一二极管(115)和第二二极管(114)；第一二极管(115)的阳极连接第一运算放大器(111)的输出端，第一二极管(115)的阴极连接第一运算放大器(111)的反相输入端；第二二极管(114)的阳极作为整流回路的输出端，第二二极管(114)的阴极连接第一运算放大器(111)的输出端。

5.根据权利要求1所述的新型三相电流采样最大值报警电路，其特征在于，所述第二级电路(2)包括第四运算放大器(21)，第四运算放大器(21)的正相输入端通过第十三电阻(22)接地；第四运算放大器(21)的反相输入端连接有滤波装置；第四运算放大器(21)的反相输入端还连接所述第一级电路(1)的输出端；第四运算放大器(21)的输出端和反相输入端之间并联有第十四电阻(23)。

6.根据权利要求5所述的新型三相电流采样最大值报警电路，其特征在于，所述滤波装置为连接在所述第四运算放大器(21)的反相输入端和接地端之间的第一电容(24)。

7.根据权利要求1所述的新型三相电流采样最大值报警电路，其特征在于，所述第三级电路(3)包括第五运算放大器(31)；所述第五运算放大器(31)的第一输入端输入参考电压，所述第五运算放大器(31)的第二输入端连接第二级电路(2)的输出端；所述第五运算放大器(31)的输出端输出结果电压。

8.根据权利要求1～7任一项所述的新型三相电流采样最大值报警电路，其特征在于，所述报警电路的安装于变频器的三相电压输出端。

9.根据权利要求8所述的新型三相电流采样最大值报警电路，其特征在于，三个比例反相器的输入端分别连接于变频器的三相电压输出端的三个端口处；变频器带动施工升降梯的制动电机。