專利名稱：一種高壓變頻器功率單元輸入缺相檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓變頻器功率單元輸入缺相檢測
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背景技術(shù)：
目前，在采用單元串聯(lián)多電平高壓變頻器的電氣拓撲結(jié)構(gòu)中，每個功率單元都相 互獨立工作，從移相變壓器取電后經(jīng)過三相全橋整流、濾波、低壓回路電源工作、單元控制 器正常工作并與主控制器通訊，再根據(jù)主控制器的指令進行正常斬波變頻，輸出電壓、頻 率、相位均可調(diào)的交流電。在正常工作過程中，單元控制器需要主動檢測單元運行中可能會 出現(xiàn)的各種故障，如電源輸入側(cè)缺相、過壓、欠壓、功率器件過流、光纖通訊失常、單元過溫 等，必須準確無誤及時的做出判斷和相應的處理，并上報給主控制器，主控制器根據(jù)故障的 信息作進一步的判斷和處理，且發(fā)出控制指令返回給單元控制器，讓單元做出相關(guān)的保護 動作，并顯示出故障信號提示用戶做相關(guān)故障的處理。在高壓變頻器正常運行時，如果功率單元出現(xiàn)三相輸入缺相故障，首先將影響單 元輸出功率的波動，其次容易造成整流橋損壞，繼而導致單元因失電而旁路。由此可知，對 于三相輸入缺相故障能及時正確的檢測是非常重要的。但由于缺相檢測電路涉及到高壓檢 測、高低壓共地、三相輸入無中線、容易與欠壓故障誤判等多種原因，因而成為單元故障檢 測中的技術(shù)難點之一?，F(xiàn)有檢測方法之一是采用三個工頻變壓器分別隔離三相電壓，三個變壓器的原邊 星接或角接，原邊接功率單元的輸入電壓，每個變壓器的次邊接輸出整流電路，根據(jù)整流、 濾波后的電壓大小判斷有無缺相。這種方法的優(yōu)點是電氣隔離度較高，運行可靠，但存在需 要笨重的工頻變壓器，電路復雜，響應速度慢等缺點。現(xiàn)有檢測方法之二是采用實用新型CN201331555所述的電路，該電路將功率單元 的三相交流電壓通過高壓輸入轉(zhuǎn)換為單相低壓輸出電路，兩兩相交經(jīng)高壓電阻降壓后，組 成三路單相低壓交流電壓信號輸出，分別送給三路穩(wěn)壓、整流、濾波電路，將交流電壓信號 轉(zhuǎn)換為直流電壓信號輸送到光耦的輸入端，光耦再根據(jù)信號的大小控制輸出電平，將三相 缺相信號輸送給單元控制器。這種方法的優(yōu)點是不需要笨重的工頻變壓器，電氣隔離度高， 使用了多級降壓，能夠很好的衰減高壓信號，而且對高頻交流干擾抵抗能力強。缺點一是 該電路采用高壓電阻串連分壓，在單元正常工作時高壓電阻長期發(fā)熱造成壽命縮短，且價 格較貴，使得成本及壽命大受影響；二是該電路采用多級降壓和后級檢測，導致電路實現(xiàn)復
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發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供的一種不需要笨重的工頻變壓 器，電氣隔離度高，成本及壽命不受影響，電路實現(xiàn)簡單的高壓變頻器功率單元輸入缺相檢 測器。[0007]本實用新型目的是這樣實現(xiàn)的一種高壓變頻器功率單元輸入缺相檢測器，包三 相括高壓輸入電路、三路高壓輸入降壓輸出電路、三路隔離轉(zhuǎn)換電路、三路缺相檢測閥值設(shè) 定電路和缺相指示及輸出電路，其特征是三路高壓輸入降壓輸出電路的每一路均由至少兩 只以上高壓電容串聯(lián)組成，三相高壓交流電壓分別從串聯(lián)的三路高壓電容頭端輸入，通過 高壓電容的串聯(lián)分壓，降壓后的三相電壓進入三路隔離轉(zhuǎn)換電路，將交流電壓信號經(jīng)隔離 轉(zhuǎn)換為三路單相的脈沖波輸出，送至后級的缺相檢測閥值設(shè)定電路，由缺相檢測閥值設(shè)定 電路比較判斷有無缺相，再將缺相信號或門輸出送至后級信號指示及輸出電路。所述三路隔離轉(zhuǎn)換電路的每一路均由一個光耦、一個續(xù)流二極管和兩個電阻組 成，經(jīng)由光耦的負極共點連接接成星形接法，光耦的A、K端并接交流續(xù)流二極管，同時將交 流電壓信號經(jīng)由光耦進行隔離和電壓轉(zhuǎn)換為三路單相的脈沖波輸出，送至后級的缺相檢測 閥值設(shè)定電路。所述三路缺相檢測閥值設(shè)定電路的每一路均由一個濾波電容、一個穩(wěn)壓二極管和 一個整流二極管反相串聯(lián)組成，三相低壓的交流電壓信號分別經(jīng)濾波電容穩(wěn)壓，通過選擇 穩(wěn)壓二極管的電壓值來設(shè)定缺相檢測的保護閥值，再通過三只整流二極管組成的或門電路 將缺相信號送到后級缺相指示及輸出電路。所述缺相指示及輸出電路由兩只三極管、一只發(fā)光二極管、一個光耦和兩個電阻 組成，由或門電路輸出的缺相信號通過兩只同步動作的三極管分別同時驅(qū)動一只LED發(fā)光 二極管指示缺相狀態(tài)和一只光耦輸出常開常閉信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是1、電氣隔離度高，抗干擾能力強。本實用新型由三只串聯(lián)的高壓電容可以組合出 高達6KV隔離度的電路，且電容的隔直通交特性能夠很好的避免交流電中的直流分量造成 的不良影響。2、采用CBB型高壓電容降壓，可以避免在單元正常工作時高壓電阻長期發(fā)熱造成 的壽命縮短，高壓電阻價格較貴等弊端；且CBB型電容又具有損壞自愈、過流開路及長期工 作不發(fā)熱等的特性，大大提高了此高壓變頻器功率單元輸入缺相檢測器的可靠性。3、電路實現(xiàn)簡單，元器件使用少，成本低。采用已購的電容電阻器件，使成本將至 最低，通過元器件材料的選擇可以最大限度的控制電路的可靠性。

圖1是本實用新型電路框圖。圖2是本實用新型電路原理圖。
具體實施方式
以下實施例結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。見圖1、圖2，一種高壓變頻器功率單元輸入缺相檢測器，包括三相高壓輸入電路、 三路高壓輸入降壓輸出電路、三路隔離轉(zhuǎn)換電路、三路缺相檢測閥值設(shè)定電路和缺相指示 及輸出電路。三路高壓輸入降壓輸出電路的每一路均由至少兩只以上高壓電容串聯(lián)組成， 三相高壓交流電壓分別從串聯(lián)的三路高壓電容頭端輸入，通過高壓電容的串聯(lián)分壓，降壓 后的三相電壓進入三路隔離轉(zhuǎn)換電路，將交流電壓信號經(jīng)隔離轉(zhuǎn)換為三路單相的脈沖波輸出，送至后級的缺相檢測閥值設(shè)定電路，由缺相檢測閥值設(shè)定電路進行比較判斷有無缺相， 再將缺相信號或門輸出送至后級信號指示及輸出電路。三路高壓輸入降壓輸出電路的每一路均由三只CBB型630V高壓電容(Cl、C2、C3 或C4、C5、C6或C7、C8、C9)串聯(lián)組成，三相高壓交流電壓通過接口(JPl)分別從每一路高壓 電容(〇1、02、03或04、05、06或07、08、〇9)的頭端輸入，通過高壓電容(Cl、C2、C3或C4、 C5、C6或C7、C8、C9)串聯(lián)分壓，降壓后的三相電壓分別送至三路隔離轉(zhuǎn)換電路。三路隔離轉(zhuǎn)換電路的每一路均由一個光耦(Ul或U2或U3)、一個續(xù)流二極管((Dl 或D2或D3))、一個輸入電阻(Rl或R2或R3)和一個集電極電阻(Rll或R12或R13)組成， 經(jīng)由光耦(Ul或U2或U3)的負極共點連接接成星形接法，光耦(Ul或U2或U3)的A、K端 并接交流續(xù)流二極管(Dl或D2或D3)，同時將交流電壓信號經(jīng)由光耦(Ul或U2或U3)進行 隔離和電壓轉(zhuǎn)換為三路單相的脈沖波輸出，分別送至后級的三路缺相檢測閥值設(shè)定電路。三路缺相檢測閥值設(shè)定電路的每一路均由一個濾波電容(C10或Cll或C12)、一 個穩(wěn)壓二極管(D4或D5或D6)和一只整流二極管(D7或D8或D9)反相串聯(lián)組成。三相低 壓的交流電壓信號分別經(jīng)濾波電容(C10或Cll或C12)穩(wěn)壓，通過選擇穩(wěn)壓二極管(D4或 D5或D6)的電壓值來設(shè)定缺相檢測的保護閥值，再通過三只整流二極管(D7、D8、D9)組成 的或門將缺相信號送到后級缺相指示及輸出電路。缺相指示及輸出電路由兩只三極管(VI、V2)、一只發(fā)光二極管(DlO)、一個光耦 (U4)和兩個電阻(R8、R10)組成，由或門電路輸出的缺相信號通過兩只同步動作的三極管 (VI、V2)分別同時驅(qū)動一只LED發(fā)光二極管(DlO)指示缺相狀態(tài)和一只光耦(U4)輸出常 開常閉信號，光耦(U4)的常開常閉信號通過接口(JP2)輸出。本實用新型的工作過程如下功率單元的三相交流電壓R、S、T通過高壓輸入經(jīng)高 壓電容串聯(lián)降壓后，通過光耦組成的星點電路將三相電壓狀態(tài)隔離輸出到后級低壓檢測比 較電路，繼而控制輸出指示及信號輸出電路狀態(tài)。當功率單元正常工作，三相交流電壓不 跌落到200V以下時，經(jīng)過降壓電路后，到光耦的輸入端的直流電壓信號足以使光耦完全導 通，使得三路缺相信號都以設(shè)定電平送給單元控制器檢測，單元控制器不報缺相事件；當功 率單元出現(xiàn)一相及一相以上的輸入交流電壓跌落到200V以下時，經(jīng)過降壓電路后，送到光 耦的輸入端的直流電壓信號就會導致光耦不完全導通，使得三路缺相信號中至少有一路是 以低于設(shè)定電平的信號，由輸出光耦送給單元控制器一個常開信號，單元控制器再根據(jù)此 缺相信號報出單元缺相，繼而保護電路動作。在缺相事故出現(xiàn)時，輸入的電壓都是很低的，一般都在幾伏以內(nèi)，本實用新型的高 壓變頻器功率單元缺相檢測器以200V左右的電壓為標準，作為是否真正出現(xiàn)缺相來判斷， 可以避免三相交流電壓的輸入電壓出現(xiàn)波動或干擾時出現(xiàn)誤報的可能。
權(quán)利要求一種高壓變頻器功率單元輸入缺相檢測器，包括三相高壓輸入電路、三路高壓輸入降壓輸出電路、三路隔離轉(zhuǎn)換電路、三路缺相檢測閥值設(shè)定電路和缺相指示及輸出電路，其特征是三路高壓輸入降壓輸出電路的每一路均由至少兩只以上高壓電容串聯(lián)組成，三相高壓交流電壓分別從串聯(lián)的三路高壓電容頭端輸入，通過高壓電容的串聯(lián)分壓，降壓后的三相電壓進入三路隔離轉(zhuǎn)換電路，將交流電壓信號經(jīng)隔離轉(zhuǎn)換為三路單相的脈沖波輸出，送至后級的缺相檢測閥值設(shè)定電路，由缺相檢測閥值設(shè)定電路比較判斷有無缺相，再將缺相信號或門輸出送至后級信號指示及輸出電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種高壓變頻器功率單元輸入缺相檢測器，其特征是所述的 三路隔離轉(zhuǎn)換電路的每一路均由一個光耦、一個續(xù)流二極管和兩個電阻組成，經(jīng)由光耦的 負極共點連接接成星形接法，光耦的A、K端并接交流續(xù)流二極管，同時將交流電壓信號經(jīng) 由光耦進行隔離轉(zhuǎn)換為三路單相的脈沖波輸出，送至后級的缺相檢測閥值設(shè)定電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種高壓變頻器功率單元輸入缺相檢測器，其特征是所述的 三路缺相檢測閥值設(shè)定電路的每一路均由一個濾波電容、一個穩(wěn)壓二極管和一個整流二極 管反相串聯(lián)組成，三相低壓的交流電壓信號分別經(jīng)濾波電容穩(wěn)壓，通過選擇穩(wěn)壓二極管的 電壓值來設(shè)定缺相檢測的保護閥值，再通過三只整流二極管組成的或門電路將缺相信號送 到后級缺相指示及輸出電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種高壓變頻器功率單元輸入缺相檢測器，其特征是所述的 缺相指示及輸出電路由兩只三極管、一只發(fā)光二極管、一個光耦和兩個電阻組成，由或門電 路輸出的缺相信號通過兩只同步動作的三極管分別同時驅(qū)動一只LED發(fā)光二極管指示缺 相狀態(tài)和一只光耦輸出常開常閉信號。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓變頻器功率單元輸入缺相檢測器，包括三相高壓輸入電路、三路高壓輸入降壓輸出電路、三路隔離轉(zhuǎn)換電路、三路缺相檢測閥值設(shè)定電路和缺相指示及輸出電路。三相高壓交流電壓分別從串聯(lián)的三路高壓電容的頭端輸入，通過高壓電容的串聯(lián)分壓后進入三相隔離轉(zhuǎn)換電路，將交流電壓信號經(jīng)由光耦做隔離轉(zhuǎn)換為三路單相的脈沖波輸出，送至后級的缺相檢測閥值設(shè)定電路，經(jīng)由缺相檢測閥值設(shè)定電路比較判斷有無缺相，再將缺相信號或門輸出送至后級信號指示及輸出電路。本實用新型電氣隔離度高，成本及壽命不受影響，電路實現(xiàn)簡單，是一種可靠性的高壓變頻器功率單元輸入缺相檢測器。
文檔編號G01R15/16GK201724988SQ20102021767
公開日2011年1月26日 申請日期2010年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者張昱科, 楊培新 申請人:襄樊大力電工有限公司