一种数字化变频器保护电路制造技术

一种数字化变频器保护电路，包括用于检测U相、V相、直流母线电流的电流传感器；所述电流传感器通过电流信号调理电路连接DSP模块；所述电流传感器获得电流信号，经由信号调理电路处理然后送入DSP模块的A/D采样口。所述电压传感器通过电压信号调理电路连接DSP模块。所述电压信号调理电路包括采样电阻R206‑1、R206‑2，采样电阻R206‑1、R206‑2两端所获得的电压信号为5V，经RC滤波和电压跟随后，分为两路：一路用于硬件过压保护，即与一个固定电平5V比较后输出过压信号TZ_U直接送入DSP模块的TZ口；另一路则经过分压后获得0‑3V的信号送入DSP模块的A/D采样口。本发明专利技术以避免主电路高电压反馈到控制回路中烧毁控制回路；同时具备过压、欠压、过载、过流以及过热保护功能。

A Digital Inverter Protection Circuit

A digital frequency converter protection circuit includes a current sensor for detecting U-phase, V-phase and DC bus currents; the current sensor connects the DSP module through a current signal conditioning circuit; the current sensor obtains the current signal and processes it through the signal conditioning circuit and sends it to the A/D sampling port of the DSP module. The voltage sensor connects the DSP module through a voltage signal conditioning circuit. The voltage signal conditioning circuit includes sampling resistors R206 1 and R206 2, and voltage signals obtained at the two ends of sampling resistors R206 1 and R206 2 are 5V. After RC filtering and voltage tracking, the circuit is divided into two circuits: one is used for hardware overvoltage protection, that is, TZ_U output overvoltage signal is directly sent to the TZ port of the DSP module after comparing with a fixed level 5V; the other is obtained 0 3V after voltage dividing. The signal is sent to the A/D sampling port of the DSP module. The invention avoids the high voltage feedback of the main circuit to the control circuit to burn the control circuit, and has the functions of overvoltage, undervoltage, overload, overcurrent and overheat protection.

【技术实现步骤摘要】
一种数字化变频器保护电路
本专利技术一种数字化变频器保护电路，涉及数字化变频器

技术介绍
数字化变频器的发展是世界经济高速发展的产物。其发展的趋势大致如下：1、低电磁噪音、静音化：通用变频器在输入侧加交流电抗器或有源功率因数校正电路APFC，而在逆变电路中采取Soft-PWM控制技术等，以改善输入电流波形、降低电网谐波，在抗干扰和抑制高次谐波方面符合EMC国际标准，实现所谓的清洁电能的变换。如三菱公司的柔性PWM控制技术，实现了更低噪音运行。2、专用化：数字化变频器为更好地发挥变频调速控制技术的独特功能，并尽可能满足现场控制的需要，派生了许多专用机型如风机水泵空调专用型、起重机专用型、恒压供水专用型、交流电梯专用型、纺织机械专用型、机械主轴传动专用型、电源再生专用型、中频驱动专用型、机车牵引专用型、单相变频器等。3、系统化：数字化变频器除了发展单机的数字化、智能化、多功能化外，还向集成化、系统化方向发展。如西门子公司提出的集通讯、设计和数据管理三者于一体的“全集成自动化“(TIA)平台概念，可以使变频器、伺服装置、控制器及通讯装置等集成配置，甚至自动化和驱动系统、通讯和数据管理系统都可以像驱动装置通常嵌入“全集成自动化”系统那样进行，目的是为用户提供最佳的系统功能。4、网络化：数字化变频器可提供多种兼容的通信接口，支持多种不同的通信协议，内装RS485接口，可由个人计算机向通用变频器输入运行命令和设定功能码数据等，通过选件可与现场总线：Profibus-DP、Interbus-S、DeviceNet、ModbusPlus、CC-Link、LONWORKS、Ethernet、CANOpen、T-LINK等通讯。如西门子、VACON、富士、日立、三菱、台安等品牌的通用变频器，均可通过各自可提供的选件支持上述几种或全部类型的现场总线。5、操作傻瓜化：数字化变频器机内固化的“调试指南”会引导你一步一步地填入调试表格，无需记住任何参数，充分体现了易操作性。如西门子公司的新一代MICROMASTER420/440因采用了一种称为“易于使用”的成功概念，使得在连接技术、安装和调试方面的操作变得非常简单。6、参数趋势图形：数字化变频器的参数趋势图可适时地显示各信号的现时运行状态，用户在调试过程中，可随时监控和记录运行参数。如西门子公司的新一代MICROMASTER420/440的高级操作板AOP，变频器的参数可上装或下装，通过现场总线的USS连接调试和控制多达31台变频器驱动装置。AOP可以存储10组数据。存储在AOP中的各组数据可以直接装入其它的MICROMASTER420/440，或者通过USS装入。7、内置式应用软件：数字化变频器可以内置多种应用软件，有的品牌可提供多达130余种的应用软件，以满足现场过程控制的需要，如：PID控制软件、张力控制软件、速度级链、速度跟随、电流平衡、变频器功能设置软件、通讯软件等。变频器功能设置软件可以在WINDOWS95/98环境下设置变频器的功能及数据通讯。8、参数自调整：用户只要设定数据组编码，而不必逐项设置，通用变频器会将运行参数自动调整到最佳状态(矢量型变频器可对电机参数进行自整定)。而数字化变频器保护电路的设计，是数字化变频器的重要组成部分之一。
技术实现思路
本专利技术提供一种数字化变频器保护电路，以避免主电路高电压反馈到控制回路中烧毁控制回路；同时具备过压、欠压、过载、过流以及过热保护功能。本专利技术采取的技术方案为：一种数字化变频器保护电路，包括：用于检测U相电流的第一电流传感器；用于检测V相电流的第一电流传感器；用于检测直流母线电流的第三电流传感器；用于检测直流母线电压值的电压传感器；所述第一、二、三电流传感器通过电流信号调理电路连接DSP模块；第一、二、三电流传感器获得电流信号，经由信号调理电路处理然后送入DSP模块的A/D采样口，用于实现电流保护；所述电压传感器通过电压信号调理电路连接DSP模块；所述电压信号调理电路包括采样电阻R206-1、R206-2，采样电阻R206-1、R206-2两端所获得的电压信号为5V，经RC滤波和电压跟随后，分为两路：一路用于硬件过压保护，即与一个固定电平5V比较后输出过压信号TZ_U直接送入DSP模块的TZ口；另一路则经过分压后获得0-3V的信号送入DSP模块的A/D采样口。该电路还包括模拟比较电路，判断电流值是否超过了设定值，从而直接给出过流信号，该信号与逆变电路模块的综合故障报警信号ALM端子作“线或”。所述第一、二、三电流传感器为LA-50P电流传感器，其额定电流为50A，工作电压为±15V，测量范围为-80A-80A，匝数比为1:1000，检测信号输出为-80mA～80mA。所述DSP模块为TMS320F2808处理器。所述DSP模块增加了“允许制动位”，当该位置“1”时，系统才能有效制动。本专利技术一种数字化变频器保护电路，以避免主电路高电压反馈到控制回路中烧毁控制回路；同时具备过压、欠压、过载、过流以及过热保护功能。附图说明图1为本专利技术数字化变频器主电路图。图2为本专利技术数字化变频器的U相电流采样信号调理电路。图3为本专利技术数字化变频器的V相电流采样信号调理电路。图4为本专利技术数字化变频器的直流母线电流采样信号调理电路。图5为本专利技术数字化变频器的过流保护电路。图6为本专利技术数字化变频器的过压、欠压保护及制动控制电路图。具体实施方式如图1所示，一种数字化变频器主电路，包括三相整流桥模块、中间滤波模块、逆变电路模块，三相整流桥模块连接中间滤波模块，中间滤波模块连接逆变电路模块。通过三相整流桥模块完成对三相市电的整流，以获得脉动的直流电压。然后经过中间滤波模块的滤波，去除谐波成份，使母线电压值更为平稳。在该主电路中还加入了1μF/1200VDC的无感吸收电容C3用于吸收高频尖峰电压、电流。逆变电路模块通过控制IGBT的通断，输出所需要的交变脉冲电压。一：三相整流桥模块的设计：变频器的输入是市电：三相380V交流电、频率50Hz。变频器容量则按照20KW的异步电机进行设计。根据文献“陈坚.电力电子学[M].北京:高等教育出版社,2004”提供的公式，可以计算出此时直流母线电压平均值为：空载时：负载且电流连续时：将电源电压±5％的浮动考虑进去，则UPNmax＝566V，UPNmin＝489V；负载为电机时，其功率因素通常为0.78～0.9，由此可算得母线电流最大值：那么，通过三相整流桥模块中每个二极管的平均电流最大值为Idmax/3＝17.5A；考虑到电源电压的浮动，则每个二极管承受的最大电压约为980V。考虑到选用元器件的性价比以及工程裕量，本专利技术选用了MDS50A/1600V三相整流桥模块，其主要参数是：耐压1600V，额定电流50A。二：中间滤波模块的设计：经三相整流桥模块整流输出的电压是脉动的，如果不对其做处理的话，是不能够直接用于逆变电路模块输入的，这里就需要加入电容进行滤波。理论上，滤波电容值取得大些，滤波效果就会好些。但是大容量电容的体积一般也比较大，这样就不方便在实验样机中安置；而且大容量电容的价格要比小容量的贵，从商家节省成本的角度考虑。滤波电容也不能取得太大。综合考虑上述问题，本专利技术选用了两个2200μF/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字化变频器保护电路，其特征在于包括：用于检测U相电流的第一电流传感器；用于检测V相电流的第一电流传感器；用于检测直流母线电流的第三电流传感器；用于检测直流母线电压值的电压传感器；所述第一、二、三电流传感器通过电流信号调理电路连接DSP模块；第一、二、三电流传感器获得电流信号，经由信号调理电路处理然后送入DSP模块的A/D采样口，用于实现电流保护；所述电压传感器通过电压信号调理电路连接DSP模块；所述电压信号调理电路包括采样电阻R206‑1、R206‑2，采样电阻R206‑1、R206‑2两端所获得的电压信号为5V，经RC滤波和电压跟随后，分为两路：一路用于硬件过压保护，即与一个固定电平5V比较后输出过压信号TZ_U直接送入DSP模块的TZ口；另一路则经过分压后获得0‑3V的信号送入DSP模块的A/D采样口。

【技术特征摘要】
1.一种数字化变频器保护电路，其特征在于包括：用于检测U相电流的第一电流传感器；用于检测V相电流的第一电流传感器；用于检测直流母线电流的第三电流传感器；用于检测直流母线电压值的电压传感器；所述第一、二、三电流传感器通过电流信号调理电路连接DSP模块；第一、二、三电流传感器获得电流信号，经由信号调理电路处理然后送入DSP模块的A/D采样口，用于实现电流保护；所述电压传感器通过电压信号调理电路连接DSP模块；所述电压信号调理电路包括采样电阻R206-1、R206-2，采样电阻R206-1、R206-2两端所获得的电压信号为5V，经RC滤波和电压跟随后，分为两路：一路用于硬件过压保护，即与一个固定电平5V比较后输出过压信号TZ_U直接...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨青，周海波，郭鹏，曾勇，彭强，
申请(专利权)人：宜昌清江电气有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42