一種用於高壓變頻器的電壓檢測裝置的製作方法
2023-05-23 08:08:21
專利名稱：一種用於高壓變頻器的電壓檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及變頻器領域，具體地說，是一種用於高壓變頻器的新型的電壓檢測裝置。
背景技術：
對於高壓變頻器，需要對其輸入、輸出電壓進行實時檢測，以便主控系統實現運行數 據的顯示與統計，另外，更重要的是，高壓變頻器的某些控制及保護功能的實現，也必需 要有實時準確的電壓檢測。目前，高壓變頻器的輸入輸出電壓檢測通常是通過電磁式電壓互感器進行的。圖l所 示為現有技術高壓變頻器的電壓檢測原理圖。這種電壓檢測方式的缺點在於首先，電壓 互感器體積較大；其次，電磁式電壓互感器在測量變頻器的輸入輸出電壓時，其誤差會加 大。這是因為，變頻器的輸入輸出波形會產生一定的畸變，諧波會造成附加誤差。同時電 磁式電壓互感器額定頻率一般為50Hz，在測量高壓變頻器輸出電壓時，由於被測量的頻 率變化範圍較大，特別是在低頻時，鐵芯會有一定程度的飽和，因此使誤差加大。最後， 某些現場條件要求高壓變頻器允許在電動機單相接地時，仍能運行一段時間，而在單相接 地條件下，電磁式電壓互感器容易出現鐵磁諧振以及勵磁電流過大等問題，存在安全隱患。發明內容本實用新型的目的，在於克服上述電壓檢測方式的局限，從而提供了一種新型的用於 高壓變頻器的電壓檢測裝置。本實用新型的用於高壓變頻器的電壓檢測裝置，包括輸入檢測電阻單元、輸出檢測 電阻單元以及與該輸入檢測電阻單元以及該輸出檢測電阻單元相連接的檢測單元。具體地，所述輸入檢測單元包括多相檢測電阻以及與各相檢測電阻相連接的保護電 路，所述輸出檢測單元包括多相檢測電阻以及與各相檢測電阻相連接的保護電路，所述 檢測單元包括信號輸入接口、通過該信號輸入接口與所述輸入電阻檢測單元相連接的輸 入電壓檢測部分、通過該信號輸入接口與所述輸出電阻檢測單元相連接的輸出電壓檢測 部分、以及與主控系統相連接的信號輸出接口，所述檢測單元還包括電源。所述檢測電阻包括數個串聯的高壓電阻，所述保護電路為抑制浪湧電壓的瞬變電壓 吸收二極體。所述輸入電壓檢測部分和輸出電壓檢測部分包括霍爾電壓傳感器。作為測量元件的霍爾電壓傳感器，具有精度高，線性度好，響應快，原副邊高度隔 離以及測量頻率範圍廣(通常為0 20KHz)的特點,非常適合變頻器的輸入輸出電壓檢測。 在電壓檢測單元中共有用於高壓變頻器輸入輸出各相檢測的共6個霍爾電壓傳感器。所述信號輸入接口，將檢測電阻單元得來的信號接入，通過限流電阻接至霍爾電壓 傳感器。所述限流電阻的主要作用在於，當前端TVS管保護動作時，對由TVS管箝位電壓 形成的電流進行限制，使之在霍爾電壓傳感器輸入電流允許範圍內。所述電源部分向所有的霍爾電壓傳感器提供穩定可靠的工作電源。 所述信號輸出接口 ，將霍爾電壓傳感器的輸出信號通過接口送至主控系統的模擬量 板，模擬量板對信號進行處理、隔離，並最終送至主控制器進行A/D轉換以及相關的運算 處理。所述信號輸出接口傳送的信號是電流信號，減小了信號的幹擾。本實用新型的高壓變頻器的電壓檢測裝置，以霍爾電壓傳感器作為主要檢測元件，更 加適合變頻器的輸入輸出電壓檢測，其他的相關輔助電路也保證了裝置的可靠運行，具有 體積小巧、精度高、安全可靠的特點。
圖1是現有技術高壓變頻器的電壓檢測原理圖；圖2是本實用新型的電壓檢測裝置的原理框圖；圖3是本實用新型的電壓檢測裝置的構成框圖；圖4是本實用新型的檢測單元構成框圖；圖5是本實用新型的電壓檢測裝置輸出信號處理流程圖具體實施方式
以下結合附圖和實施例，詳細描述本實用新型的組成以及工作原理。如圖2所示，本實用新型的電壓檢測裝置，包括輸入檢測電阻單元IOO、輸出檢測電 阻單元200、以及與該兩個單元100、 200相連接的檢測單元300。進一步結合圖3，所述輸入檢測電阻單元100由三相檢測電阻板1、 2、 3構成。以其 中一相為例，離壓變頻器的輸入R相接入R相檢測電阻板，和檢測電阻Rl相連，Rl和R2、 R3相串聯，R3在和雙向瞬變電壓吸收二極體TVS連接後，和檢測單元的信號輸入接口相連。TVS管的另一端接地。其餘各相檢測電阻板的構成與此相同。輸出檢測電阻單元的構 成和輸入檢測電阻單元一致。具體地，所述檢測電阻由一定數量的高壓大功率高精度電阻串聯構成，其目的是對被 測量進行分壓限流，滿足測量元件——霍爾電壓傳感器的輸入要求。本實施例中，高壓變 頻器的額定輸入電壓為6000V，所選霍爾電壓傳感器的最大測量範圍為20mA，考慮在單相接地時也能檢測出非故障相相電壓峰值6000xV^-8484V，結合電阻的功率要求，選用 3個165KQ/16W的電阻串聯。當然，容易理解，不同的應用條件下，檢測電阻阻值、功 率及串聯的數量根據高壓變頻器的電壓等級及測量範圍，所用霍爾電壓傳感器的輸入要求 確定。所述雙向TVS管即瞬變電壓吸收二極體，對浪湧電壓進行抑制，從而實現對霍爾電 壓傳感器的保護。當TVS管兩端的電壓達到其擊穿電壓VBR時，TVS管被擊穿，浪湧脈 衝功率被釋放，TVS管兩端電壓被箝制在最大箝位電壓Vc以下，結合霍爾電壓傳感器前 端的限流電阻，使霍爾電壓傳感器的輸入電流不超過允許範圍。V服不應低於霍爾電壓傳 感器正常工作時加於TVS管兩端的電壓，Vc結合限流電阻，應使霍爾電壓傳感器的輸入 電流不超限。如圖4所示，所述檢測單元300包括輸入電壓檢測部分310，輸出電壓檢測部分320, 電源部分330以及信號輸入接口、信號輸出接口。具體的，從輸入檢測電阻單元得到的三相信號IN一R、 IN一S、 IN—T，分別和信號輸入 接口相連接。IN一R通過限流電阻R1和檢測元件——霍爾電壓傳感器HPT一R的"+HT" 端連接，IN—S通過限流電阻R2和HPT—S的"+HT"端連接，IN一T通過限流電阻R3和 HPT—T的"+HT"端連接，HPT—R、 HPT_S、 HPT—T的"-HT"端彼此相連接。HPT—R、 HPT—S、 HPTJT的"M"端的輸出信號OUT—R、 OUT_S、 OUT一T分別和信號輸出接口相 連接。HPT—R、 HPT一S、 HPTjr的"+"端彼此連接，和電源部分的"V+"相連接，HPT一R、 HPT—S、 HPT_T的"-"端彼此連接，和電源部分的"V-"相連接。而輸出電壓檢測部分 和輸入電壓檢測部分的構成及連接方式一致。所述電源部分為各霍爾電壓傳感器提供穩定、可靠的電源。電源部分可以是獨立的， 也可以由高壓變頻器的系統電源統一供給。電源的設置可採用本領域熟知的電源技術。如圖5所示，所述信號輸出接口，將霍爾電壓傳感器的輸出信號通過接口送至主控系 統的模擬量板，模擬量板對信號進行處理、隔離，並最終送至主控制器進行A/D轉換以及 相關的運算處理。所述信號輸出接口傳送的信號是電流信號，因此減小了信號的幹擾。綜上所述，本實用新型的電壓檢測裝置具有以下優點-1. 檢測元件採用霍爾電壓傳感器，體積小巧，具有精度高，線性度好，響應快，原 副邊高度隔離以及測量頻率範圍廣(通常為0 20KHz)的特點，非常適合變頻器的輸入輸 出電壓檢測。2. 對於單相接地及系統過電壓，通過合理選取檢測電阻，電壓檢測裝置仍在正常範 圍內可靠工作，不會出現電磁式電壓互感器在此狀態下易出現的鐵磁諧振以及勵磁電流過 大等安全隱患。3. 輸出信號為電流信號，減小了信號的幹擾。
權利要求1. 一種用於高壓變頻器的電壓檢測裝置，其特徵在於，包括輸入檢測電阻單元、輸出檢測電阻單元以及與該輸入檢測電阻單元以及該輸出檢測電阻單元相連接的檢測單元。
2、 如權利要求1所述的高速任意波形發生器，其特徵在於所 述的DAC及模擬通道包括DAC電路、模擬濾波器、偏置電路、衰減電 路、高、低增益放大電路、阻抗控制電路和轉換開關，DAC電路輸入 端與控制端與FPGA連接，其輸出端通過轉換開關A分為兩個支路， 一支路直接與轉換開關F短路連接，另一支路連接轉換開關B輸入端; 轉換開關B —輸出端連接模擬濾波器輸入端，另一輸出端連接轉換開 關C一輸入端，模擬濾波器輸出端連接轉換開關C另一輸入端，轉換
專利摘要本實用新型公開了一種用於高壓變頻器的電壓檢測裝置，包括輸入檢測電阻單元、輸出檢測電阻單元以及與該輸入檢測電阻單元以及該輸出檢測電阻單元相連接的檢測單元。本實用新型的電壓檢測裝置以霍爾電壓傳感器作為主要檢測元件，更加適合變頻器的輸入輸出電壓檢測，配合其他相關電路，保證了裝置的可靠運行，具有體積小巧、精度高、安全可靠的特點。
文檔編號G01R19/00GK201083787SQ20072007226
公開日2008年7月9日 申請日期2007年7月6日 優先權日2007年7月6日
發明者曲樹筍, 李帆遠 申請人:三墾力達電氣(江陰)有限公司