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變頻器的過電壓或欠電壓集中表現(xiàn)在直流母線的電壓值上。正常情況下，變頻器直流電壓為三相全波整流后的平均值。若以380V線電壓計(jì)算，則平均直流電壓 。在過電壓發(fā)生時(shí)，直流母線的儲(chǔ)能電容將被充電，主電路內(nèi)的逆變器件、整流器件以及濾波電容等都可能受到損害，當(dāng)電壓上升至約800V左右時(shí)，變頻器過電壓保護(hù)功能動(dòng)作;另外變頻器發(fā)生欠壓時(shí)(350V左右)也不能正常工作。對(duì)變頻器而言，有一個(gè)正常的工作電壓范圍，當(dāng)電壓超過或低于這個(gè)范圍時(shí)均可能損壞變頻器，因此，必須在線檢測(cè)母線電壓，常用的電壓檢測(cè)方案有三種。
1)變壓器方案
圖2中，P為直流母線電壓正(+)，N為直流母線電壓負(fù)(-)。
變頻器控制回路的電源電壓一般采用開關(guān)電源的方式來獲得，利用開關(guān)變壓器的特點(diǎn)，在副邊增加一組繞組N4(匝數(shù)根據(jù)實(shí)際電路參數(shù)決定)作為母線電壓的采樣輸出，開關(guān)變壓器的原邊電壓為母線電壓，而副邊輸出電壓隨著原邊輸入電壓的變化而線性地發(fā)生變化，這樣既能起到強(qiáng)弱電隔離作用又能起到降壓作用，把此采樣信號(hào)經(jīng)過處理可以送到DSP內(nèi)進(jìn)行A/D采樣實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)工作。
2)線性光耦方案
P為直流母線電壓正(+)，N為直流母線電壓負(fù)(-)。
在這種方式中，光耦的初級(jí)接受一組待測(cè)的摸擬電壓信號(hào)，次級(jí)輸出一對(duì)差動(dòng)的電壓信號(hào)。輸入與輸出之間在一定范圍內(nèi)是一種線性的當(dāng)量關(guān)系。在設(shè)計(jì)應(yīng)用中必須分別給光耦的輸入、輸出端提供隔離的+5V電源，且運(yùn)放電路必須提供±15V電源，直流母線電壓經(jīng)過電阻分壓后接入光耦的輸入端，輸出信號(hào)線性地跟隨輸入信號(hào)地變化，光耦的輸出信號(hào)經(jīng)放大電路放大后提供給DSP進(jìn)行內(nèi)部處理。
由于此光耦的線性范圍較小，因此輸入端電阻的配置必須使輸入信號(hào)在光耦的線性范圍內(nèi)。
3)電壓霍爾方案
采用電壓霍爾對(duì)母線電壓進(jìn)行測(cè)量，按霍爾使用要求必須提供±15V電源，且電源電壓的誤差不超過±5%，由于霍爾輸入端電流不超過10mA,可根據(jù)母線電壓的范圍及長(zhǎng)時(shí)間工作發(fā)熱的要求配置輸入端電阻，此電壓霍爾的輸入、輸出已隔離，因此霍爾的輸出電流信號(hào)經(jīng)電阻R5、R6采樣轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后再進(jìn)行處理(如濾波、放大等)可直接引入DSP，進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣計(jì)算。根據(jù)母線電壓檢測(cè)范圍的不同可選取不同耐壓等級(jí)的電壓霍爾傳感器。
表1為三種不同測(cè)量方案的對(duì)照表：
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