一种变频器输出的相电压采集电路及幅值的测算方法技术

本发明专利技术公开了一种变频器输出的相电压采集电路及幅值的测算方法，其相电压采集电路包括相电压输出端，所述相电压输出端与将高压信号变为低压信号的差分电路相连，所述差分电路输出端与叠加电路相连，所述叠加电路将正弦信号叠加+1.5V信号，所述叠加电路输出端与一阶滤波电路、限幅二极管相连后，输出至DSP的AD采集口ADCIN1。其幅值的测算方法，包括以下步骤：AD采集使能、采集ABC三相相电压、计算三组相电压幅值、判断计数是否大于n、找到当前幅值最大值、最小值、输出电压幅值求和、减去最大值、最小值，取均值、得到输出电压U本发明专利技术在实际应用中可以省掉电压传感器或电压互感器等硬件，节约成本，简化控制系统的接线方式，节省安装空间。

【技术实现步骤摘要】
一种变频器输出的相电压采集电路及幅值的测算方法
本专利技术属于一种采集电路及其测算方法，具体涉及一种变频器输出的相电压采集电路及幅值的测算方法。
技术介绍
目前，变频器控制中所需要的输出电压幅值一般通过采用电压传感器或者电压互感器得到。对于输出信号为交流信号的传感器，保证了信号采集的实时性，但该交流信号无法应用到采用幅值控制或显示的变频器中，需要经过算法将交流信号变为直流信号，一般采用的算法有最大值法或均方根值平均法等，但这些算法的实时性很差，而且也不适用于连续频率变化的变频器中。对于采用输出信号为直流信号的电压传感器，能够完成输出电压幅值的采集，实现交流信号变直流信号，但系统的实时性会变差，成本较高，且其体积一般较大，应用输出频率范围比较小，不适用于大范围输出频率变频器的应用。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种变频器输出的相电压采集电路及幅值的测算方法。本专利技术的技术方案是：一种变频器输出的相电压采集电路，包括相电压输出端，所述相电压输出端与将高压信号变为低压信号的差分电路相连，所述差分电路输出端与叠加电路相连，所述叠加电路将正弦信号叠加+1.5V信号，所述叠加电路输出端与一阶滤波电路、限幅二极管相连后，输出至DSP的AD采集口ADCIN1。相电压的A相连接至电阻R1的1脚，电阻R1的2脚与运放放大器U1A的2脚、电阻R3的1脚、电容C1的1脚相连，电阻R3的2脚连接至运放放大器U1A的1脚、电阻R5的1脚及C1的2脚，相电压的N极连接至电阻R2的1脚，电阻R2的2脚与运算放大器U1A的3脚、电阻R4的1脚、电容C2的1脚相连，电阻R4的2脚与C2的2脚、模拟地AGND相连，电阻R5的2脚与电阻R6的2脚、运算放大器UIB的5脚相连，电阻R6的1脚连接至+3V，运算放大器UIB的6脚、7脚与电阻R7的1脚相连，电阻R7的2脚与电容C3的1脚、二极管D1的1脚、二极管D2的2脚相连，并连接至DSP的AD采集口ADCIN1，电容C3的2脚、二极管D2的1脚与模拟地AGND相连，二极管D1的2脚连接至+3V。所述电阻R4两端并联有电容C2，电阻R4、电容C2组成一阶低通滤波器。所述电阻R3两端并联有电容C1，电阻R3、电容C1组成一阶低通滤波器。所述运算放大器U1A的4脚连接至-15V，U1A的8脚连接至+15V。应用上述述变频器输出的相电压采集电路的幅值的测算方法，包括以下步骤：(ⅰ)AD采集使能使能DSP的AD转换，所有变量初始化；(ⅱ)采集ABC三相相电压通过ADCIN1、ADCIN2、ADCIN3口采集AN、BN、CN三相相电压即Ua、Ub、Uc，三相分别减去叠加直流量；(ⅲ)计算三组相电压幅值对于三相输出电压对称变频器，其任意时刻输出电压可表述为其中Ua、Ub、Uc表示任意时刻输出电压瞬时值，U表示输出电压幅值；由方程(1)可得到根据sin2wt+cos2wt＝1，经过推导，可得出任意时刻输出电压幅值的表达式为或或根据公式(3)以及步骤(ⅱ)中采集的相电压Ua、Ub、Uc得到输出电压幅值U1、U2、U3，U1、U2、U3取平均值得到U；(ⅳ)判断计数是否大于n判断是否达到采集次数n，如果采集次数未达到采集次数n，则执行步骤(ⅴ)，如果采集次数达到采集次数n，则执行步骤(ⅶ)；(ⅴ)找到当前幅值最大值、最小值分别找到当前几组幅值中的最大值以及最小值；(ⅵ)输出电压幅值求和累积叠加几组输出电压幅值；(ⅶ)减去最大值、最小值，取均值将n组电压幅值的累加值减去其中最大值、最小值，再取平均值；(ⅷ)得到输出电压U得到输出电压U，并输出。本专利技术在实际应用中可以省掉电压传感器或电压互感器等硬件，节约成本，简化控制系统的接线方式，节省安装空间。本专利技术能够在任意时刻，通过任意两相输出电压瞬时值得到输出电压幅值，可以实现任意时刻的交流信号到直流信号的变换。再经过后级的滤波方式，在相同的采样时间段中，可以增加输出电压幅值的计算次数，从而提高输出电压稳定性。本专利技术可以由实时检测的输出电压瞬时值实时测算出输出电压幅值，实时性高。附图说明图1是本专利技术中相电压采集电路的电路图；图2是本专利技术中幅值测算方法的方法流程图。具体实施方式以下，参照附图和实施例对本专利技术进行详细说明：如图1所示，一种变频器输出的相电压采集电路，包括相电压输出端，所述相电压输出端与将高压信号变为低压信号的差分电路相连，所述差分电路输出端与叠加电路相连，所述叠加电路将正弦信号叠加+1.5V信号，所述叠加电路输出端与一阶滤波电路、限幅二极管相连后，输出至DSP的AD采集口ADCIN1。相电压的A相连接至电阻R1的1脚，电阻R1的2脚与运放放大器U1A的2脚、电阻R3的1脚、电容C1的1脚相连，电阻R3的2脚连接至运放放大器U1A的1脚、电阻R5的1脚及C1的2脚，相电压的N极连接至电阻R2的1脚，电阻R2的2脚与运算放大器U1A的3脚、电阻R4的1脚、电容C2的1脚相连，电阻R4的2脚与C2的2脚、模拟地AGND相连，电阻R5的2脚与电阻R6的2脚、运算放大器UIB的5脚相连，电阻R6的1脚连接至+3V，运算放大器UIB的6脚、7脚与电阻R7的1脚相连，电阻R7的2脚与电容C3的1脚、二极管D1的1脚、二极管D2的2脚相连，并连接至DSP的AD采集口ADCIN1，电容C3的2脚、二极管D2的1脚与模拟地AGND相连，二极管D1的2脚连接至+3V。所述电阻R4两端并联有电容C2，电阻R4、电容C2组成一阶低通滤波器。所述电阻R3两端并联有电容C1，电阻R3、电容C1组成一阶低通滤波器。所述运算放大器U1A的4脚连接至-15V，U1A的8脚连接至+15V。如图2所示，应用上述变频器输出的相电压采集电路的幅值的测算方法，包括以下步骤：(ⅰ)AD采集使能使能DSP的AD转换，所有变量初始化；(ⅱ)采集ABC三相相电压通过ADCIN1、ADCIN2、ADCIN3口采集AN、BN、CN三相相电压即Ua、Ub、Uc，三相分别减去叠加直流量；(ⅲ)计算三组相电压幅值对于三相输出电压对称变频器，其任意时刻输出电压可表述为其中Ua、Ub、Uc表示任意时刻输出电压瞬时值，U表示输出电压幅值；由方程(1)可得到根据sin2wt+cos2wt＝1，经过推导，可得出任意时刻输出电压幅值的表达式为或或根据公式(3)以及步骤(ⅱ)中采集的相电压Ua、Ub、Uc得到输出电压幅值U1、U2、U3，U1、U2、U3取平均值得到U；(ⅳ)判断计数是否大于n判断是否达到采集次数n，如果采集次数未达到采集次数n，则执行步骤(ⅴ)，如果采集次数达到采集次数n，则执行步骤(ⅶ)；(ⅴ)找到当前幅值最大值、最小值分别找到当前几组幅值中的最大值以及最小值；(ⅵ)输出电压幅值求和累积叠加几组输出电压幅值；(ⅶ)减去最大值、最小值，取均值将n组电压幅值的累加值减去其中最大值、最小值，再取平均值；(ⅷ)得到输出电压U得到输出电压U，并输出。步骤(ⅲ)中的公式(3)可以看出，在任意时刻，只要知道任意两相输出电压瞬时值，就能够得到输出电压幅值，且与变频器输出频率无关。同时为提高输出电压幅值的抗干扰性，同时采用滤波方式，提高算法抗干扰性能。变频器输出电压频率为50Hz，则其周期为20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频器输出的相电压采集电路，包括相电压输出端，其特征在于：所述相电压输出端与将高压信号变为低压信号的差分电路相连，所述差分电路输出端与叠加电路相连，所述叠加电路将正弦信号叠加+1.5V信号，所述叠加电路输出端与一阶滤波电路、限幅二极管相连后，输出至DSP的AD采集口ADCIN。

【技术特征摘要】
1.一种变频器输出的相电压采集电路，包括相电压输出端，其特征在于：所述相电压输出端与将高压信号变为低压信号的差分电路相连，所述差分电路输出端与叠加电路相连，所述叠加电路将正弦信号叠加+1.5V信号，所述叠加电路输出端与一阶滤波电路、限幅二极管相连后，输出至DSP的AD采集口ADCIN。2.根据权利要求1所述的一种变频器输出的相电压采集电路，其特征在于：相电压的A相连接至电阻R1的1脚，电阻R1的2脚与运放放大器U1A的2脚、电阻R3的1脚、电容C1的1脚相连，电阻R3的2脚连接至运放放大器U1A的1脚、电阻R5的1脚及C1的2脚，相电压的N极连接至电阻R2的1脚，电阻R2的2脚与运算放大器U1A的3脚、电阻R4的1脚、电容C2的1脚相连，电阻R4的2脚与C2的2脚、模拟地AGND相连，电阻R5的2脚与电阻R6的2脚、运算放大器UIB的5脚相连，电阻R6的1脚连接至+3V，运算放大器UIB的6脚、7脚与电阻R7的1脚相连，电阻R7的2脚与电容C3的1脚、二极管D1的1脚、二极管D2的2脚相连，并连接至DSP的AD采集口ADCIN1，电容C3的2脚、二极管D2的1脚与模拟地AGND相连，二极管D1的2脚连接至+3V。3.根据权利要求2所述的一种变频器输出的相电压采集电路，其特征在于：所述电阻R4两端并联有电容C2，电阻R4、电容C2组成一阶低通滤波器。4.根据权利要求2所述的一种变频器输出的相电压采集电路，其特征在于：所述电阻R3两端并联有电容C1，电阻R3、电容C1组成一阶低通滤波器。5.根据权利要求2所述的一种变频...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵武玲，姚广，彭树文，
申请(专利权)人：核工业理化工程研究院，
类型：发明
国别省市：天津,12