专利名称：变负载进相器的无级自动调压和低频小电流信号检测电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测电路，具体地说是一种变负载进相器中的无级自动调压和低频小电流信号检测电路。
背景技术：
在我国，各大中型企业中所使用的大中型绕线式异步电动机拖动的负载并不是恒定的，在使用变负载进相器进行无功补偿时，要求变负载进相器能够根据电动机负载情况的不同自动调整补偿电势的高低，来达到精确补偿的目的。而现有的变负载进相器采用的是一种交-交变频补偿方式虽然这种补偿方式在一定范围内能够起到自动调整输出电势高低的作用，但是它的调整范围是有限的，在要求 补偿电势调整幅度大的场合，必须要配合人工调整补偿变压器输出交流电压档位的方式才能满足要求，操作麻烦。同时，进相器中采用的转子霍尔电流传感器在电机空载运行时，即电机转子电流信号频率很低且幅值很小时，输出的电压信号很容易受到外界干扰因素的影响，造成送入单片机处理的转子电流信号发生畸变，从而影响到单片机输出的可控硅触发信号不正常，使进相器在电机空载时不能进相或者达不到良好的补偿效果。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种变负载进相器中的无级自动调压和低频小电流信号检测电路，该电路消除了进入单片机信号受外界干扰的影响，满足了补偿电势调整幅度大的场合，使进相器在任何负载工况下均能达到良好的补偿效果。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种变负载进相器中的无级自动调压和低频小电流信号检测电路，包括电源电路、补偿变压器、进退相机构、霍尔电流传感器、触发控制电路、滤波电路、整流电路、逆变电路；其特征是电网电源经过补偿变压器降压变换，转子电流信号经过霍尔电流传感器采样检测后送入滤波电路进行滤波处理，触发控制电路根据滤波电路输出的信号提供整流电路和逆变电路所需要的可控硅触发信号，控制可控硅的开关状态，整流电路将补偿变压器降压变换后的电压进行整流滤波，逆变电路将整流电路输出的直流电压进行逆变，输出与绕线式电机转子电流同频率的电势，经过进退相机构叠加到绕线式电机转子上，实现补偿的目的。本发明所述的一种变负载进相器中的无级自动调压和低频小电流信号检测电路，整流电路主要由4只可控硅和I只平波电抗器构成，电抗器的输出与逆变电路相连接，逆变电路主要由6只可控硅和3只平波电抗器组成，6只可控硅分3路，每路输出接I只平波电抗器，电抗器的输出连接退相机构3'。本发明所述的一种变负载进相器中的无级自动调压和低频小电流信号检测电路，霍尔电流传感器输出的电机转子电流信号，通过滤波电路的第一电阻R235与由第二 R236、第三电阻R237、第四电阻R238、第一电容C231、第二电容C232、集成电路IC216C组成的一阶低通滤波网络相连接，集成电路IC216C的⑧脚输出通过第五电阻R239与第六电阻R240、第七电阻R241、第八电阻R242、第三电容C233、第四电容C234、集成电路IC216A组成的二阶低通滤波网络相连接，经过滤波后的转子电流信号从集成电路IC216A的①脚输出到触发控制电路5'。本发明的有益效果是该技术方案实现了变负载进相器补偿电势的无级全自动调整，提升了自动化水平，降低了产品的生产成本，同时有效消除了电机空载运行时，外界干扰因素对霍尔电流传感器输出电压信号的影响，解决了进相器在电机轻载时不能进相或进相后补偿效果不好的问题，使变负载进相器的运行更加可靠。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明图I为现有的变负载进相器中采用的交-交变频补偿电路方框示意图。图2是图I的电路原理图。 图3为本发明的电路方框示意图。图4是图3的电路原理图。图5是图3的滤波电路原理图。在图中，I、补偿变压器，2、交-交变频电路，a、整流电路，b、逆变电路，3、3'、进退相机构，4、4'、霍尔电流传感器，5、5'、触发控制电路，6、滤波电路。
具体实施例方式在图I所示的现有变负载进相器中，采用的是一种交-交变频补偿方式，霍尔电流传感器4将采集检测到的电机转子电流信号送入触发控制电路5，触发控制电路5产生并输出交-交变频电路2所需要的可控硅触发信号，控制可控硅的导通状态，由交-交变频电路2将经过补偿变压器I降压变换后的电网电源进行频率转换，通过进退相机构3叠加到绕线式电机转子上，实现对电机补偿的目的。在图2现有的变负载进相器交-交变频补偿电路中，电网电源经过补偿变压器I降压变换后与交-交变频电路2相连接，交-交变频电路2主要由12只可控硅和6只平波电抗器组成，12只可控硅分为3组，每组分2路，每路输出接I只平波电抗器，电抗器的输出接进退相机构3。其工作过程为霍尔电流传感器4将采集到的电机转子电流信号送入触发控制电路5，触发控制电路5产生并输出交-交变频电路2所需要的可控硅触发信号，控制可控硅的导通与关断，补偿变压器I对电网电源进行降压变换，交-交变频电路2中的12只可控硅通过触发控制电路5输出的触发信号交替导通，将降压后的工频电网电源变换为与电动机转子电流同频的交流电动势，平波电抗器吸收频率交换时产生的谐波，通过进退相机构3叠加到绕线式电机转子上。在本发明图3的实施例中，霍尔电流传感器4'将采集检测到的电机转子电流信号送入滤波电路6，滤波电路6的输出与触发控制电路5'相连接，触发控制电路5'产生并输出整流电路a和逆变电路b所需的可控硅触发电压信号，电网电源经过补偿变压器I降压变换，在整流电路a中进行整流滤波，逆变电路b将整流电路a输出的直流电压进行逆变，输出与绕线式电机转子电流同频率的电势，经过进退相机构3'叠加到绕线式电机转子上，实现补偿的目的。在本发明图4的实施例中，电网电源经过补偿变压器I降压变换后与整流电路a相连接，整流电路a主要由4只可控硅和I只平波电抗器组成，电抗器的输出与逆变电路b相连接，逆变电路b主要由6只可控硅和3只平波电抗器组成，6只可控硅分3路，每路输出接I只平波电抗器，电抗器的输出接进退相机构3'。其工作过程为霍尔电流传感器4'将采集检测到的电机转子电流信号送入滤波电路6进行滤波，滤波电路6的输出与触发控制电路5'相连接，由触发控制电路5'产生并输出整流电路a和逆变电路b所需的可控硅触发信号，控制可控硅的导通状态，补偿变压器I对电网电源进行降压变换，整流电路a中的4只可控硅通过触发控制电路5'输出的触发信号交替导通，将降压后的工频电网电源变换为直流电动势，平波电抗器LI对直流电动 势滤波后与逆变电路b相连接，逆变电路b中的6只可控硅通过触发控制电路5/输出的触发信号交替导通，将直流电动势转换为与电动机转子电流同频的交流电动势，第一平波电抗器L2、第二平波电抗器L3、第三平波电抗器L4吸收逆变时产生的谐波，通过进退相机构3'叠加到绕线式电机转子上，实现补偿的目的。在图5的实施例中，霍尔电流传感器4'输出的电机转子电流信号通过第一电阻R235与由第二 R236、第三电阻R237、第四电阻R238、第一电容C231、第二电容C232、集成电路IC216C组成的一阶低通滤波网络相连接，集成电路IC216C的⑧脚输出通过第五电阻R239与第六电阻R240、第七电阻R241、第八电阻R242、第三电容C233、第四电容C234、集成电路IC216A组成的二阶低通滤波网络相连接，将经过滤波后的转子电流信号从集成电路IC216A的①脚输出到触发控制电路5'。本发明的具体工作过程霍尔电流传感器采集绕线式异步电动机的转子电流信号，并将其转换为与转子电流同频的电压信号，由于在电机轻载时转子电流的幅值和频率都很低，所以转子电流传感器输出的电压信号幅值与频率也很低，极易受到外界高频信号的干扰，为消除干扰，将此电压信号送入图5实施例二阶低通滤波电路中进行滤波处理，将干扰信号彻底滤除。补偿变压器对电网电源进行降压变换后送入整流电路，进相器中的触发控制电路依据采样检测到的转子电流信号，结合电机的运行状态，控制可控硅VTl VT4组成的全控整流桥，通过调整可控硅的导通角大小实现整流输出电压的高低，实现无级自动调压功能，满足电机负载变化情况下不同补偿量的要求。同时，逆变电路在触发控制电路的控制下将整流电路输出的直流电动势进行逆变，将直流电动势转换为与电动机转子电流同频的交流电动势，由平波电抗器抑制谐波后，通过进退相机构叠加到绕线式电机转子上，实现补偿的目的。本发明技术方案实现了变负载进相器补偿电势的无级全自动调整，同时有效消除了电机空载运行时，外界干扰因素对霍尔电流传感器输出电压信号的影响，解决了进相器在电机轻载时不能进相或进相后补偿效果不好的问题，使变负载进相器的运行更加可靠。本发明所用的主要电气元件规格型号如下表
权利要求
1.变负载进相器的无级自动调压和低频小电流信号检测电路，其特征是电网电源经过补偿变压器(I)降压变换，转子电流信号经过霍尔电流传感器(4')采样检测，将霍尔电流传感器(4')输出的电压信号送入滤波电路(6)进行滤波处理，触发控制电路(5')根据滤波电路(6)输出的信号提供整流电路(a)和逆变电路(b)所需要的可控硅触发信号，控制可控硅的开关状态，整流电路(a)将补偿变压器(I)降压变换后的电压进行整流滤波，逆变电路(b)将整流电路(a)输出的直流电压进行逆变，输出与绕线式电机转子电流同频率的电势，经过进退相机构(3')叠加到绕线式电机转子上，实现补偿的目的。
2.根据权利要求书I所述的变负载进相器的无级自动调压和低频小电流信号检测电路，其特征是电网电源经过补偿变压器(I)降压变换后与整流电路(a)相连接，整流电路(a)主要由4只可控硅和I只平波电抗器组成，电抗器的输出与逆变电路(b)相连接，逆变电路(b)主要由6只可控硅和3只平波电抗器组成，6只可控硅分三路，每路输出接I只平波电抗器，电抗器的输出接进退相机构(3')。
3.根据权利要求书I所述的变负载进相器的无级自动调压和低频小电流信号检测电路，其特征是霍尔电流传感器(4')输出的电机转子电流信号通过滤波电路￠)的第一电阻R235与由第二电阻R236、第三电阻R237、第四电阻R238和第一电容C231、第二电容C232、集成电路IC216C组成的一阶低通滤波网络相连接，集成电路IC216C的⑧脚输出通过第五电阻R239与第六电阻R240、第七电阻R241、第八电阻R242、第三电容C233、第四电容C234、集成电路IC216A组成的二阶低通滤波网络相连接，将经过滤波后的转子电流信号从集成电路IC216A的①脚输出到触发控制电路(5,)。
全文摘要
本发明公开了一种变负载进相器的无级自动调压和低频小电流信号检测电路，其特征是电网电源经过补偿变压器降压变换，转子电流信号经过霍尔电流传感器采样检测，将霍尔电流传感器输出的电压信号送入滤波电路进行滤波处理，触发控制电路根据滤波电路输出的信号提供整流电路和逆变电路所需要的可控硅触发信号，控制可控硅的开关状态，整流电路将补偿变压器降压变换后的电压进行整流滤波，逆变电路将整流电路输出的直流电压进行逆变，输出与绕线式电机转子电流同频率的电势，经过进退相机构叠加到绕线式电机转子上，实现补偿的目的。
文档编号H02J3/16GK102810865SQ20111014303
公开日2012年12月5日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者赵世运, 路宁, 黄凯, 罗亚斌 申请人:万洲电气股份有限公司