专利名称：一种高压变频器的电压频率测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量领域，尤其是涉及一种高压变频器的电压频率测量装置。
背景技术：
十一五规划中，建设节约型社会是今后发展的一项重要内容。有效地利用能源、节约能源是建设节约型社会的具体体现。电动机是公认的耗电大户，其占整个国民经济用电量的6成以上，对它进行节能改造，潜力巨大。要建设节约型社会，是我们必须要做的工作内容。大力推广变频调速技术是实现这一目标的必要手段，它也是交流电动机节能改造的工作重点。随着现代电力电子技术及计算机控制技术的迅速发展，促进了电气传动的技术革命。交流调速取代直流调速，计算机数字控制取代模拟控制已成为发展趋势。交流电机变频调速是当今节约电能，改善生产工艺流程，提高产品质量，以及改善运行环境的一种主要手段。变频调速以其高效率，高功率因数，以及优异的调速和启制动性能等诸多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。在高压变频器领域，实时监控输出频率在现代电力系统的运行中起着重要的作用。现在交流信号频率测量一般采用计算单位时间内电压波形过零点个数或测量波形两相邻过零点的时间间隔等方法。由性能优良的变频器能够使频率平稳光滑地在OHz至50Hz甚至IOOHz范围输出。而在较低频率譬如3Hz频率输出条件下，电网的谐波干扰对测量电路的准确性是个相当严酷的考验。如何抵制电网的谐波干扰，在低频率状态下准确测算出输出电压频率，是变频器技术发展的一大课题。
实用新型内容为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种反应灵敏，实时性、抗谐波能力强高的、比锁相环响应速度快、动态响应宽，稳定性好的高压变频器的电压频率测量装置。本实用新型一种高压变频器的电压频率测量装置，包括:预处理电路，用于将高压变频器的两路输入电压经整流后，输入电压比较电路；电压比较电路，用于比较输入电压的大小，并输出到频率计算电路；频率计算电路，用于计算输入信号的相位。进一步，作为优选方案，所述预处理电路进一步包括:两个稳压二极管，分别接在两路输入电压上。进一步，作为优选方案，在所述电压比较电路和频率计算电路之间增加了一个光电隔离电路。进一步，作为优选方案，所述预处理电路包含两个电压跟随器分别接在两路输入电压输入端。进一步，作为优选方案，所述其中一个电压跟随器后面连接一个整流电路。与现有技术相比，由于采用电压跟随器、精密全波整流和比较电路，使得本实用新型电压频率测量具有反应灵敏，实时性高、抗谐波能力强、比锁相环响应速度快、动态响应宽，稳定性好等特点。
图1是具体实施例原理框图；图2是具体实施例电路图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。实施例1如图1所示，本实施例的一种高压变频器的电压频率测量装置，包括:预处理电路1，用于将高压变频器的两路输入电压经整流后，输入电压比较电路2 ；电压比较电路2，用于比较输入电压的大小，并输出到频率计算电路4。进一步，在所述电压比较电路2和频率计算电路4之间增加了一个光电隔离电路3。实施例2如图2所示，由变频器输出电压端口采样得到两路交流信号在此命名为采样电压Uia和采样电压Uib。对两路采样使用不同稳压范围的稳压二极管，使得到的采样电压Uia最大值为+12V和采样电压Uib最大值为+5V。采样电压Uia和采样电压Uib经过电压跟随，得到电压信号Uial和电压信号Uibl。电压信号Uibl经过精密整流电路，该精密整流电路由成运放U3、U4、电阻Rl、R2、R3、R4和R5、电容Cl构成，得到全波整流波形。它较于一般电路的区别是反应灵敏，实时性高。采样电压Uia和采样电压Uib经整理得到Uia’和Uib’，这两个信号分别进入运放Ul的反相输入端和正相输入端进行比较。当Uia’ > Uib’时，运放Ul的I脚输出低电平，反之，输出高电平，Π表现为幅值一定而周期变化的脉冲信号。经过光耦器U6^N137)的隔离作用，将表征输出电压频率的脉冲信号传送至频率计算电路4 (微处理器)。电路中使用两个LM348芯片，其中中运放1、2、3和4合为一个LM348，运放5是另一个LM348的一路运放通道。采样电压Uia进入运放U5的3脚，运放U5的4脚接+15V，11脚接-15V，2脚和I脚相连。电阻R6 —端接运放U5的I脚，另一端接运放Ul的2脚。采样电压Uib进入运放U2的5脚，运放U2的6脚和7脚相连。电阻R6 —端接运放U2的7脚，另一端接运放U3的9脚。电阻R4 —端接运放U2的7脚，另一端接运放U4的13脚。运放U3的10脚接地。二极管Dl的阳极接运放U3的8脚，阴极接运放U3的9脚。二极管D2的阳极接电阻R2的一端，阴极接运放U3的8脚，电阻R2的另一端接入运放U3的9脚。电阻R3的一端接运放U4的13脚，另一端接二极管D2的阳极。电容Cl和R5并联，并联电路的一端接运放U4的13脚，另一端接运放U4的14脚。电阻R7 —端接运放U4的14脚，另一端接运放Ul的3脚。运放Ul的4脚接+15V，11脚接-15V。电阻R8—端接+15V，另一端接运放Ul的I脚。电阻R9的一端接光耦器U6 (6N137)的3脚，另一端接运放Ul的I脚。光耦器U6 (6N137)的I脚和4脚悬空，2脚接+15V，5脚接地，6脚经电阻RlO与+5V相通，6脚和7脚同时接接到+5V电源上，电阻Rll —端接光耦器U6 (6N137)的6脚，另一端的输出频率信号f2传送给频率计算电路4(CPLD)芯片进行数据处理。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种高压变频器的电压频率测量装置，其特征在于，包括: 预处理电路(I)，用于将高压变频器的两路输入电压经整流后，输入电压比较电路(2)； 电压比较电路(2)，用于比较输入电压的大小，并输出到频率计算电路(4)； 频率计算电路(4)，用于计算输入信号的频率。
2.根据权利要求1所述一种高压变频器的电压频率测量装置，其特征在于:所述预处理电路(I)进一步包括:两个稳压二极管，分别接在两路输入电压上。
3.根据权利要求1或2所述的一种高压变频器的电压频率测量装置，其特征在于:在所述电压比较电路⑵和频率计算电路⑷之间增加了一个光电隔离电路(3)。
4.根据权利要求1所述的一种高压变频器的电压频率测量装置，其特征在于:所述预处理电路(I)包含两个电压跟随器(U5，U2)分别接在两路输入电压输入端。
5.根据权利要求4所述的一种高压变频器的电压频率测量装置，其特征在于:所述其中之一电压跟随器(U2)后面连接一个整流电路。
6.根据权利要求5所述的一种高压变频器的电压频率测量装置，其特征在于:所述电压跟随器、整流电路和电压比较电路⑵采用运放LM348实现。
7.根据权利要求3所述的一种高压变频器的电压频率测量装置，其特征在于:所述光电隔离电路⑶采用6N137实现。
8.根据权利要求1所述的一种高压变频器的电压频率测量装置，其特征在于:所述频率计算电路(4)采用CPLD可编程器件实现。
专利摘要本实用新型涉及一种高压变频器的电压频率测量装置，包括预处理电路(1)，用于将高压变频器的两路输入电压经整流后，输入电压比较电路(2)；电压比较电路(2)，用于比较输入电压的大小，并输出到频率计算电路(4)，用于计算输入信号的频率。本实用新型可用于电压频率测量。
文档编号G01R23/02GK203054085SQ201320006778
公开日2013年7月10日 申请日期2013年1月8日 优先权日2013年1月8日
发明者姜涛, 陈小芳 申请人:北京国电四维清洁能源技术有限公司