專利名稱：變負(fù)載進相器的無級自動調(diào)壓和低頻小電流信號檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測電路，具體地說是一種變負(fù)載進相器中的無級自動調(diào)壓和低頻小電流信號檢測電路。
背景技術(shù)：
在我國，各大中型企業(yè)中所使用的大中型繞線式異步電動機拖動的負(fù)載并不是恒定的，在使用變負(fù)載進相器進行無功補償時，要求變負(fù)載進相器能夠根據(jù)電動機負(fù)載情況的不同自動調(diào)整補償電勢的高低，來達到精確補償?shù)哪康?。而現(xiàn)有的變負(fù)載進相器采用的是一種交-交變頻補償方式雖然這種補償方式在一定范圍內(nèi)能夠起到自動調(diào)整輸出電勢高低的作用，但是它的調(diào)整范圍是有限的，在要求 補償電勢調(diào)整幅度大的場合，必須要配合人工調(diào)整補償變壓器輸出交流電壓檔位的方式才能滿足要求，操作麻煩。同時，進相器中采用的轉(zhuǎn)子霍爾電流傳感器在電機空載運行時，即電機轉(zhuǎn)子電流信號頻率很低且幅值很小時，輸出的電壓信號很容易受到外界干擾因素的影響，造成送入單片機處理的轉(zhuǎn)子電流信號發(fā)生畸變，從而影響到單片機輸出的可控硅觸發(fā)信號不正常，使進相器在電機空載時不能進相或者達不到良好的補償效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種變負(fù)載進相器中的無級自動調(diào)壓和低頻小電流信號檢測電路，該電路消除了進入單片機信號受外界干擾的影響，滿足了補償電勢調(diào)整幅度大的場合，使進相器在任何負(fù)載工況下均能達到良好的補償效果。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種變負(fù)載進相器中的無級自動調(diào)壓和低頻小電流信號檢測電路，包括電源電路、補償變壓器、進退相機構(gòu)、霍爾電流傳感器、觸發(fā)控制電路、濾波電路、整流電路、逆變電路；其特征是電網(wǎng)電源經(jīng)過補償變壓器降壓變換，轉(zhuǎn)子電流信號經(jīng)過霍爾電流傳感器采樣檢測后送入濾波電路進行濾波處理，觸發(fā)控制電路根據(jù)濾波電路輸出的信號提供整流電路和逆變電路所需要的可控硅觸發(fā)信號，控制可控硅的開關(guān)狀態(tài)，整流電路將補償變壓器降壓變換后的電壓進行整流濾波，逆變電路將整流電路輸出的直流電壓進行逆變，輸出與繞線式電機轉(zhuǎn)子電流同頻率的電勢，經(jīng)過進退相機構(gòu)疊加到繞線式電機轉(zhuǎn)子上，實現(xiàn)補償?shù)哪康摹１景l(fā)明所述的一種變負(fù)載進相器中的無級自動調(diào)壓和低頻小電流信號檢測電路，整流電路主要由4只可控硅和I只平波電抗器構(gòu)成，電抗器的輸出與逆變電路相連接，逆變電路主要由6只可控硅和3只平波電抗器組成，6只可控硅分3路，每路輸出接I只平波電抗器，電抗器的輸出連接退相機構(gòu)3'。本發(fā)明所述的一種變負(fù)載進相器中的無級自動調(diào)壓和低頻小電流信號檢測電路，霍爾電流傳感器輸出的電機轉(zhuǎn)子電流信號，通過濾波電路的第一電阻R235與由第二 R236、第三電阻R237、第四電阻R238、第一電容C231、第二電容C232、集成電路IC216C組成的一階低通濾波網(wǎng)絡(luò)相連接，集成電路IC216C的⑧腳輸出通過第五電阻R239與第六電阻R240、第七電阻R241、第八電阻R242、第三電容C233、第四電容C234、集成電路IC216A組成的二階低通濾波網(wǎng)絡(luò)相連接，經(jīng)過濾波后的轉(zhuǎn)子電流信號從集成電路IC216A的①腳輸出到觸發(fā)控制電路5'。本發(fā)明的有益效果是該技術(shù)方案實現(xiàn)了變負(fù)載進相器補償電勢的無級全自動調(diào)整，提升了自動化水平，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，同時有效消除了電機空載運行時，外界干擾因素對霍爾電流傳感器輸出電壓信號的影響，解決了進相器在電機輕載時不能進相或進相后補償效果不好的問題，使變負(fù)載進相器的運行更加可靠。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明圖I為現(xiàn)有的變負(fù)載進相器中采用的交-交變頻補償電路方框示意圖。圖2是圖I的電路原理圖。 圖3為本發(fā)明的電路方框示意圖。圖4是圖3的電路原理圖。圖5是圖3的濾波電路原理圖。在圖中，I、補償變壓器，2、交-交變頻電路，a、整流電路，b、逆變電路，3、3'、進退相機構(gòu)，4、4'、霍爾電流傳感器，5、5'、觸發(fā)控制電路，6、濾波電路。
具體實施例方式在圖I所示的現(xiàn)有變負(fù)載進相器中，采用的是一種交-交變頻補償方式，霍爾電流傳感器4將采集檢測到的電機轉(zhuǎn)子電流信號送入觸發(fā)控制電路5，觸發(fā)控制電路5產(chǎn)生并輸出交-交變頻電路2所需要的可控硅觸發(fā)信號，控制可控硅的導(dǎo)通狀態(tài)，由交-交變頻電路2將經(jīng)過補償變壓器I降壓變換后的電網(wǎng)電源進行頻率轉(zhuǎn)換，通過進退相機構(gòu)3疊加到繞線式電機轉(zhuǎn)子上，實現(xiàn)對電機補償?shù)哪康?。在圖2現(xiàn)有的變負(fù)載進相器交-交變頻補償電路中，電網(wǎng)電源經(jīng)過補償變壓器I降壓變換后與交-交變頻電路2相連接，交-交變頻電路2主要由12只可控硅和6只平波電抗器組成，12只可控硅分為3組，每組分2路，每路輸出接I只平波電抗器，電抗器的輸出接進退相機構(gòu)3。其工作過程為霍爾電流傳感器4將采集到的電機轉(zhuǎn)子電流信號送入觸發(fā)控制電路5，觸發(fā)控制電路5產(chǎn)生并輸出交-交變頻電路2所需要的可控硅觸發(fā)信號，控制可控硅的導(dǎo)通與關(guān)斷，補償變壓器I對電網(wǎng)電源進行降壓變換，交-交變頻電路2中的12只可控硅通過觸發(fā)控制電路5輸出的觸發(fā)信號交替導(dǎo)通，將降壓后的工頻電網(wǎng)電源變換為與電動機轉(zhuǎn)子電流同頻的交流電動勢，平波電抗器吸收頻率交換時產(chǎn)生的諧波，通過進退相機構(gòu)3疊加到繞線式電機轉(zhuǎn)子上。在本發(fā)明圖3的實施例中，霍爾電流傳感器4'將采集檢測到的電機轉(zhuǎn)子電流信號送入濾波電路6，濾波電路6的輸出與觸發(fā)控制電路5'相連接，觸發(fā)控制電路5'產(chǎn)生并輸出整流電路a和逆變電路b所需的可控硅觸發(fā)電壓信號，電網(wǎng)電源經(jīng)過補償變壓器I降壓變換，在整流電路a中進行整流濾波，逆變電路b將整流電路a輸出的直流電壓進行逆變，輸出與繞線式電機轉(zhuǎn)子電流同頻率的電勢，經(jīng)過進退相機構(gòu)3'疊加到繞線式電機轉(zhuǎn)子上，實現(xiàn)補償?shù)哪康?。在本發(fā)明圖4的實施例中，電網(wǎng)電源經(jīng)過補償變壓器I降壓變換后與整流電路a相連接，整流電路a主要由4只可控硅和I只平波電抗器組成，電抗器的輸出與逆變電路b相連接，逆變電路b主要由6只可控硅和3只平波電抗器組成，6只可控硅分3路，每路輸出接I只平波電抗器，電抗器的輸出接進退相機構(gòu)3'。其工作過程為霍爾電流傳感器4'將采集檢測到的電機轉(zhuǎn)子電流信號送入濾波電路6進行濾波，濾波電路6的輸出與觸發(fā)控制電路5'相連接，由觸發(fā)控制電路5'產(chǎn)生并輸出整流電路a和逆變電路b所需的可控硅觸發(fā)信號，控制可控硅的導(dǎo)通狀態(tài)，補償變壓器I對電網(wǎng)電源進行降壓變換，整流電路a中的4只可控硅通過觸發(fā)控制電路5'輸出的觸發(fā)信號交替導(dǎo)通，將降壓后的工頻電網(wǎng)電源變換為直流電動勢，平波電抗器LI對直流電動 勢濾波后與逆變電路b相連接，逆變電路b中的6只可控硅通過觸發(fā)控制電路5/輸出的觸發(fā)信號交替導(dǎo)通，將直流電動勢轉(zhuǎn)換為與電動機轉(zhuǎn)子電流同頻的交流電動勢，第一平波電抗器L2、第二平波電抗器L3、第三平波電抗器L4吸收逆變時產(chǎn)生的諧波，通過進退相機構(gòu)3'疊加到繞線式電機轉(zhuǎn)子上，實現(xiàn)補償?shù)哪康?。在圖5的實施例中，霍爾電流傳感器4'輸出的電機轉(zhuǎn)子電流信號通過第一電阻R235與由第二 R236、第三電阻R237、第四電阻R238、第一電容C231、第二電容C232、集成電路IC216C組成的一階低通濾波網(wǎng)絡(luò)相連接，集成電路IC216C的⑧腳輸出通過第五電阻R239與第六電阻R240、第七電阻R241、第八電阻R242、第三電容C233、第四電容C234、集成電路IC216A組成的二階低通濾波網(wǎng)絡(luò)相連接，將經(jīng)過濾波后的轉(zhuǎn)子電流信號從集成電路IC216A的①腳輸出到觸發(fā)控制電路5'。本發(fā)明的具體工作過程霍爾電流傳感器采集繞線式異步電動機的轉(zhuǎn)子電流信號，并將其轉(zhuǎn)換為與轉(zhuǎn)子電流同頻的電壓信號，由于在電機輕載時轉(zhuǎn)子電流的幅值和頻率都很低，所以轉(zhuǎn)子電流傳感器輸出的電壓信號幅值與頻率也很低，極易受到外界高頻信號的干擾，為消除干擾，將此電壓信號送入圖5實施例二階低通濾波電路中進行濾波處理，將干擾信號徹底濾除。補償變壓器對電網(wǎng)電源進行降壓變換后送入整流電路，進相器中的觸發(fā)控制電路依據(jù)采樣檢測到的轉(zhuǎn)子電流信號，結(jié)合電機的運行狀態(tài)，控制可控硅VTl VT4組成的全控整流橋，通過調(diào)整可控硅的導(dǎo)通角大小實現(xiàn)整流輸出電壓的高低，實現(xiàn)無級自動調(diào)壓功能，滿足電機負(fù)載變化情況下不同補償量的要求。同時，逆變電路在觸發(fā)控制電路的控制下將整流電路輸出的直流電動勢進行逆變，將直流電動勢轉(zhuǎn)換為與電動機轉(zhuǎn)子電流同頻的交流電動勢，由平波電抗器抑制諧波后，通過進退相機構(gòu)疊加到繞線式電機轉(zhuǎn)子上，實現(xiàn)補償?shù)哪康?。本發(fā)明技術(shù)方案實現(xiàn)了變負(fù)載進相器補償電勢的無級全自動調(diào)整，同時有效消除了電機空載運行時，外界干擾因素對霍爾電流傳感器輸出電壓信號的影響，解決了進相器在電機輕載時不能進相或進相后補償效果不好的問題，使變負(fù)載進相器的運行更加可靠。本發(fā)明所用的主要電氣元件規(guī)格型號如下表
權(quán)利要求
1.變負(fù)載進相器的無級自動調(diào)壓和低頻小電流信號檢測電路，其特征是電網(wǎng)電源經(jīng)過補償變壓器(I)降壓變換，轉(zhuǎn)子電流信號經(jīng)過霍爾電流傳感器(4')采樣檢測，將霍爾電流傳感器(4')輸出的電壓信號送入濾波電路(6)進行濾波處理，觸發(fā)控制電路(5')根據(jù)濾波電路(6)輸出的信號提供整流電路(a)和逆變電路(b)所需要的可控硅觸發(fā)信號，控制可控硅的開關(guān)狀態(tài)，整流電路(a)將補償變壓器(I)降壓變換后的電壓進行整流濾波，逆變電路(b)將整流電路(a)輸出的直流電壓進行逆變，輸出與繞線式電機轉(zhuǎn)子電流同頻率的電勢，經(jīng)過進退相機構(gòu)(3')疊加到繞線式電機轉(zhuǎn)子上，實現(xiàn)補償?shù)哪康摹?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的變負(fù)載進相器的無級自動調(diào)壓和低頻小電流信號檢測電路，其特征是電網(wǎng)電源經(jīng)過補償變壓器(I)降壓變換后與整流電路(a)相連接，整流電路(a)主要由4只可控硅和I只平波電抗器組成，電抗器的輸出與逆變電路(b)相連接，逆變電路(b)主要由6只可控硅和3只平波電抗器組成，6只可控硅分三路，每路輸出接I只平波電抗器，電抗器的輸出接進退相機構(gòu)(3')。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的變負(fù)載進相器的無級自動調(diào)壓和低頻小電流信號檢測電路，其特征是霍爾電流傳感器(4')輸出的電機轉(zhuǎn)子電流信號通過濾波電路￠)的第一電阻R235與由第二電阻R236、第三電阻R237、第四電阻R238和第一電容C231、第二電容C232、集成電路IC216C組成的一階低通濾波網(wǎng)絡(luò)相連接，集成電路IC216C的⑧腳輸出通過第五電阻R239與第六電阻R240、第七電阻R241、第八電阻R242、第三電容C233、第四電容C234、集成電路IC216A組成的二階低通濾波網(wǎng)絡(luò)相連接，將經(jīng)過濾波后的轉(zhuǎn)子電流信號從集成電路IC216A的①腳輸出到觸發(fā)控制電路(5,)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變負(fù)載進相器的無級自動調(diào)壓和低頻小電流信號檢測電路，其特征是電網(wǎng)電源經(jīng)過補償變壓器降壓變換，轉(zhuǎn)子電流信號經(jīng)過霍爾電流傳感器采樣檢測，將霍爾電流傳感器輸出的電壓信號送入濾波電路進行濾波處理，觸發(fā)控制電路根據(jù)濾波電路輸出的信號提供整流電路和逆變電路所需要的可控硅觸發(fā)信號，控制可控硅的開關(guān)狀態(tài)，整流電路將補償變壓器降壓變換后的電壓進行整流濾波，逆變電路將整流電路輸出的直流電壓進行逆變，輸出與繞線式電機轉(zhuǎn)子電流同頻率的電勢，經(jīng)過進退相機構(gòu)疊加到繞線式電機轉(zhuǎn)子上，實現(xiàn)補償?shù)哪康摹?br> 文檔編號H02J3/16GK102810865SQ20111014303
公開日2012年12月5日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者趙世運, 路寧, 黃凱, 羅亞斌 申請人:萬洲電氣股份有限公司