一种变频器主回路电压检测电路装置的制作方法

本实用新型涉及变频器技术领域，具体为一种变频器主回路电压检测电路装置。

背景技术：

变频器又称为变频驱动器或驱动控制器，其主要依靠内部igbt功率管的开断来调整输出电源的电压和频率。为保证变频器输出电压和频率的稳定性，在变频器投入使用前，需对其主回路进行电压故障检测，确保变频器电源电压维持在合理范围内的某一稳定值，目前常用的变频器主回路电压故障检测的方式是接入电压检测电路，但是现有技术中常用的变频器电压检测电路的结构较为复杂，其一般可实现主回路电压的过压检测或欠压检测，但是在使用变频器的过程中，其主回路电压极易受到外部环境影响，出现在合理的电压范围内波动的问题，从而导致输出电源的电压和频率不稳定的问题出现，无法满足变频器对电机进行高稳定性、高精度控制的要求。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的用于变频器主回路电压检测的电路结构较为复杂，对主回路电压波动进行检测的装置较为缺乏，导致输出电压和频率不稳定的问题，本实用新型提供了一种变频器主回路电压检测电路装置，其结构设计简单合理，可实现变频器主回路欠压、过压或电压波动检测，可大大提高变频器输出电压和频率的稳定性。

一种变频器主回路电压检测电路装置，其包括电压调整电路、过压信号检测电路、欠压信号检测电路，所述电压调整电路的输入端连接变频器主回路，其特征在于，其还包括再生异常信号检测电路，所述电压调整电路的输出端分别连接所述过压信号检测电路、欠压信号检测电路、再生异常信号检测电路的输入端，所述过压信号检测电路、欠压信号检测电路、再生异常信号检测电路的输出端连接单片机u，所述电压调整电路包括光敏二极管ld1、电阻r8、r56、r43、r23、r40，所述过压信号检测电路包括比较器u3c、光电耦合器pc11，所述欠压信号检测电路包括比较器u3d、光电耦合器pc13，所述再生异常信号检测电路包括比较器u3b、光电耦合器pc12，所述单片机u分别连接报警装置、所述变频器主回路的电源。

其进一步特征在于，所述电阻r8的一端连接所述光敏二极管ld1的阴极，所述光敏二极管ld1的阳极连接所述变频器主回路的正极p，所述电阻r8的另一端连接所述电阻r56的一端，所述电阻r56的另一端分别连接电阻r43的一端、电容c32的一端、所述比较器u3d的同向输入端，所述电阻r43的另一端分别连接电阻r23的一端、所述比较器u3b的反向输入端、电容c31的一端，所述电阻r23的另一端分别连接电阻r40的一端、所述比较器u3c的反向输入端、电容c30的一端，所述电阻r40的另一端连接所述变频器主回路的负极n；

所述过压信号检测电路中的所述比较器u3c的同向输入端分别连接电阻r30、r31的一端、所述电容c30的另一端，所述电阻r31的另一端连接所述变频器的主回路的负极n，所述电阻r30的另一端连接vcc4电压源，所述比较器u3c的输出端连接电阻r41的一端，所述电阻r41的另一端连接光电耦合器pc11的2端口，所述光电耦合器pc11的1端口连接所述vcc4电压源，所述光电耦合器pc11的3端口分别连接电容c26的一端、单片机u的alm2管脚，所述光电耦合器pc11的4端口、电容c26的另一端接地；

所述欠压信号检测电路中的所述比较器u3c的反向输入端分别连接电阻r32、r33的一端、所述电容c32的另一端，所述电阻r33的另一端连接所述变频器的主回路的负极n，所述电阻r32的另一端连接所述vcc4电压源，所述比较器u3c的输出端连接电阻r38的一端，所述电阻r38的另一端连接光电耦合器pc13的2端口，所述光电耦合器pc11的1端口连接所述vcc4电压源，所述光电耦合器pc13的3端口分别连接电容c28的一端、单片机u的alm0管脚，所述光电耦合器pc13的4端口、电容c28的另一端接地；

所述再生异常信号检测电路中的所述比较器u3b的同向输入端分别连接电阻r24、r57的一端、所述电容c32的另一端，所述电阻r24的另一端分别连接电阻r34、r35的一端，所述电阻r35的另一端连接所述变频器的主回路的负极n，所述电阻r34的另一端连接所述vcc4电压源，所述比较器u3b的输出端连接所述光电耦合器pc11的1端口，所述光电耦合器pc11的2端口分别连接所述电阻r57的另一端、电阻r42的一端，所述电阻r42的另一端连接所述vcc4电压源，所述光电耦合器pc11的3端口分别连接电容c27的一端、单片机u的alm5管脚，所述光电耦合器pc12的4端口、电容c27的另一端接地；

所述单片机u的型号为：tms320f2811；

所述光电耦合器pc11、pc13、pc12的型号均为ps9614；

所述比较器u3b、u3d、u3c的型号均为lm711。

采用本实用新型的上述结构，变频器主回路的输出电压经电压调整电路后实现分压，电压调整电路中的电阻r8、r56、r43、r23、r40具有分压作用，分压后的电压分别输送至过压信号检测电路、欠压信号检测电路、再生异常信号检测电路，过压信号检测电路用于检测变频器主回路电压是否超过预先设定的最高阈值电压值，欠压信号检测电路用于检测变频器主回路电压是否低于预先设定的最低阈值电压值，再生异常信号检测电路用于检测变频器主回路电压是否在最高阈值电压、最低阈值电压之间产生频繁跳动，当变频器主回路中出现过压、欠压或频繁波动中的任意一种故障状况时，相应信号检测电路中比较器输出端输出低电平信号，相应光电耦合器触发导通，并发送故障信号给单片机u，单片机u根据故障信号控制报警装置发生报警，从而实现了变频器主回路过压、欠压或再生异常电压故障检测，同时单片机u根据故障信号切断变频器主回路的电源，起到了变频器主回路电压保护作用，避免了因变频器主回路过压、欠压或再生异常电压导致的输出电源的电压和频率不稳定的问题出现。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构框图；

图2为本实用新型的电压调整电路与变频器主回路连接的结构示意图；

图3为本实用新型过压检测电路、欠压检测电路、再生异常电压检测电路与单片机u连接的电路原理图。

具体实施方式

见图1、图2、图3，一种变频器主回路电压检测电路装置，其包括电压调整电路2、过压信号检测电路3、欠压信号检测电路4、再生异常信号检测电路5，电压调整电路2的输入端连接变频器主回路1，电压调整电路2的输出端分别连接过压信号检测电路3、欠压信号检测电路4、再生异常信号检测电路5的输入端，过压信号检测电路3、欠压信号检测电路4、再生异常信号检测电路5的输出端连接单片机u，单片机u分别连接报警装置6、变频器主回路1的电源7，单片机u的型号为：tms320f2811；

电压调整电路2包括光敏二极管ld1、电阻r8、r56、r43、r23、r40，电阻r8的一端连接光敏二极管ld1的阴极，光敏二极管ld1的阳极连接变频器主回路的正极p，电阻r8的另一端连接电阻r56的一端，电阻r56的另一端分别连接电阻r43的一端、电容c32的一端、比较器u3d的同向输入端，电阻r43的另一端分别连接电阻r23的一端、比较器u3b的反向输入端、电容c31的一端，电阻r23的另一端分别连接电阻r40的一端、比较器u3c的反向输入端、电容c30的一端，电阻r40的另一端连接变频器主回路的负极n；

过压信号检测电路3包括比较器u3c、光电耦合器pc11，比较器u3c的同向输入端分别连接电阻r30、r31的一端、电容c30的另一端，电阻r31的另一端连接变频器的主回路的负极n，电阻r30的另一端连接vcc4电压源，比较器u3c的输出端连接电阻r41的一端，电阻r41的另一端连接光电耦合器pc11的2端口，光电耦合器pc11的1端口连接vcc4电压源，光电耦合器pc11的3端口分别连接电容c26的一端、单片机u的alm2管脚，光电耦合器pc11的4端口、电容c26的另一端接地；

欠压信号检测电路4包括比较器u3d、光电耦合器pc13，比较器u3c的反向输入端分别连接电阻r32、r33的一端、电容c32的另一端，电阻r33的另一端连接变频器的主回路的负极n，电阻r32的另一端连接vcc4电压源，比较器u3c的输出端连接电阻r38的一端，电阻r38的另一端连接光电耦合器pc13的2端口，光电耦合器pc11的1端口连接vcc4电压源，光电耦合器pc13的3端口分别连接电容c28的一端、单片机u的alm0管脚，光电耦合器pc13的4端口、电容c28的另一端接地；

再生异常信号检测电路5包括比较器u3b、光电耦合器pc12，比较器u3b的同向输入端分别连接电阻r24、r57的一端、电容c32的另一端，电阻r24的另一端分别连接电阻r34、r35的一端，电阻r35的另一端连接变频器的主回路的负极n，电阻r34的另一端连接vcc4电压源，比较器u3b的输出端连接光电耦合器pc11的1端口，光电耦合器pc11的2端口分别连接电阻r57的另一端、电阻r42的一端，电阻r42的另一端连接vcc4电压源，光电耦合器pc11的3端口分别连接电容c27的一端、单片机u的alm5管脚，光电耦合器pc12的4端口、电容c27的另一端接地；光电耦合器pc11、pc13、pc12的型号均为ps9614；比较器u3b、u3d、u3c的型号均为lm711；

变频器主回路1包括整流单元11、逆变单元12，变频器主回路的输入端连接电网电源7，电网电源7的输出端顺次连接整流单元11、电压调整电路2、逆变单元12、变频输出，电压调整电路2连接于变频器主回路1的正极p、负极n，整流单元11可采用现有的整流器，逆变单元12可采用现有的逆变器。

将本实用新型应用于变频器主回路的电压故障检测，设定变频器主回路的最高阈值电压为12v，最低阈值电压为3v，当变频器主回路电压稳定在5v时为变频器主回路电压的正常工作状态，变频器主回路1的输出电压经电压调整电路后实现分压，电压调整电路2中的电阻r8、r56、r43、r23、r40具有分压作用，分压后的电压分别输送至过压信号检测电路3、欠压信号检测电路4、再生异常信号检测电路5，过压信号检测电路3用于检测变频器主回路电压是否超过预先设定的最高阈值电压值12v，欠压信号检测电路4用于检测变频器主回路电压是否低于预先设定的最低阈值电压值3v，再生异常信号检测电路5用于检测变频器主回路电压是否在最高阈值电压、最低阈值电压3v~12v之间产生频繁跳动，当变频器主回路1中出现过压故障时，比较器u3b的反向输入端的电压高于同向输入端的电压，比较器u3b的输出端输出低电平信号，光电耦合器pc11触发导通，光电耦合器pc11的输出端3端口输出过压故障信号给单片机u的开关量的输入端，单片机u根据故障信号控制报警装置中的蜂鸣器发出蜂鸣报警声提醒工作人员，从而实现变频器主回路欠压故障检测，同时单片机u根据故障信号控制变频器主回路电源断电，实现变频器主回路的电压保护；同理，当变频器主回路1中出现欠压故障时，比较器u3d的同向输入端的电压低于同向输入端的电压，比较器u3d的输出端输出低电平信号，光电耦合器pc13触发导通，光电耦合器pc13的输出端3端口输出欠压故障信号给单片机u的开关量的输入端，单片机u根据故障信号控制报警装置中的蜂鸣器发出蜂鸣报警声提醒工作人员，从而实现变频器主回路欠压故障检测，同时单片机u根据故障信号控制变频器主回路电源断电实现变频器主回路的电压保护；同理，当变频器主回路1中出现再生异常电压故障时，比较器u3d的反向输入端的电压高于同向输入端的电压，比较器u3d的输出端输出低电平信号，光电耦合器pc13触发导通，光电耦合器pc13的输出端3端口输出再生异常电压故障信号给单片机u的开关量的输入端，单片机u根据故障信号控制报警装置中的蜂鸣器发出蜂鸣报警声提醒工作人员，从而实现变频器主回路再生异常电压故障检测，同时单片机u根据故障信号控制变频器主回路电源断电实现变频器主回路的电压保护。