專利名稱：一種集成式高壓變頻器模擬量檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力電子技術(shù)中的檢測(cè)裝置，具體設(shè)計(jì)一種集成式高壓變頻器模擬量檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
目前，全世界正在為能源緊缺而困擾，我國的能源形勢(shì)尤其嚴(yán)峻。隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源成為制約經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的瓶頸，節(jié)約降耗也就成為國家和企業(yè)嚴(yán)重關(guān)切的問題。 具有理想節(jié)能效果和調(diào)速性能的高壓變頻器引起政府主管部門和各高耗能企業(yè)的高度關(guān)注，變頻成為首選的節(jié)能產(chǎn)品。當(dāng)前開發(fā)高壓變頻器的過程中，需要對(duì)變頻器內(nèi)部模擬量進(jìn)行檢測(cè)，如柜體溫度、風(fēng)機(jī)壓力、DCS給定頻率等等。以往的檢測(cè)主要是分散式檢測(cè)，各模擬量有各自的檢測(cè)裝置，該測(cè)試方法導(dǎo)致檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、變頻器接線混亂，成本較高。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出本實(shí)用新型。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中模擬量檢測(cè)分散、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種以邏輯控制器件為集成核心的集成式高壓變頻器模擬量檢測(cè)裝置，將溫度信號(hào)、速度信號(hào)等多個(gè)變頻器內(nèi)部模擬量的檢測(cè)集成在一個(gè)裝置內(nèi)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，接線難度小，可靠性高，成本較低。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種集成式高壓變頻器模擬量檢測(cè)裝置，包括模擬信號(hào)檢測(cè)單元，溫度檢測(cè)單元、速度檢測(cè)單元、邏輯控制器，其中模擬信號(hào)檢測(cè)單元與邏輯控制器連接，溫度檢測(cè)單元與邏輯控制器連接，速度檢測(cè)單元與邏輯控制器連接，邏輯控制器與變頻器主控制器連接，各檢測(cè)單元檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)各單元處理過后送入邏輯控制器件，由邏輯控制器件對(duì)各輸入信號(hào)進(jìn)行綜合處理，并將處理結(jié)果送入變頻器主控制器。所述邏輯控制器可采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列芯片F(xiàn)PGA，或是復(fù)雜可編程器件芯片， 或是微控制器芯片，或是數(shù)字信號(hào)處理器芯片，或者其他可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型功能的芯片。所述邏輯控制器通過光纖與變頻器主控制器連接。所述模擬信號(hào)檢測(cè)單元可包括差分放大電路及數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路，其中差分放大電路帶有保護(hù)電路，數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路可由通用的數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。所述溫度檢測(cè)單元可包括三線制檢測(cè)電路、濾波電路及數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路，其中數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路可由通用的數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。所述速度檢測(cè)單元可包括速度傳感器及信號(hào)調(diào)理電路，其中信號(hào)調(diào)理電路對(duì)由速度傳感器輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行過壓保護(hù)、比較、整形、隔離處理，可由具有這些功能的通用電路構(gòu)成。本實(shí)用新型區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的最大特點(diǎn)就是各檢測(cè)單元以邏輯控制器為集成核心進(jìn)行集成處理，將采集到的模擬信號(hào)、溫度信號(hào)、速度信號(hào)經(jīng)過各單元處理之后集中送入邏輯控制器綜合整理，再由邏輯控制器將整理過的信息通過光纖送入變頻器主控制器。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)第一，采用集成方式檢測(cè)各模擬量，將測(cè)得的多各模擬量經(jīng)處理后集成在一個(gè)邏輯控制器內(nèi)，由邏輯控制器完成與變頻器主控制器的信息交互，與現(xiàn)有技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，接線難度小，可靠性高。第二，濾波電路和差分電路的采用，有效消除了溫度、噪聲和共模信號(hào)的干擾，提高了檢測(cè)精度和準(zhǔn)確性。第三，整個(gè)檢測(cè)裝置和高壓變頻主控制板之間采用光纖通訊技術(shù)，可隔離高壓遠(yuǎn)距離傳輸減少干擾，使用簡(jiǎn)單方便，提高了可靠性，大大降低了系統(tǒng)成本。第四，本實(shí)用新型所述的模擬量檢測(cè)裝置以傳感器作為主要檢測(cè)元件，更加適合變頻器的模擬量采集的集成化，配合其他相關(guān)電路，保證了裝置的可靠運(yùn)行，具有體積小巧、精度高、安全可靠的特點(diǎn)。下面通過附圖和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。圖2為本實(shí)用新型模擬量檢測(cè)單元電路結(jié)構(gòu)圖。圖3為本實(shí)用新型的溫度采集單元電路結(jié)構(gòu)圖。圖4為本實(shí)用新型的速度信號(hào)采集的原理框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種集成式高壓變頻器模擬量檢測(cè)裝置，包括模擬信號(hào)檢測(cè)單元，溫度檢測(cè)單元、速度檢測(cè)單元、邏輯控制器，其中模擬信號(hào)檢測(cè)單元與邏輯控制器連接，溫度檢測(cè)單元與邏輯控制器連接，速度檢測(cè)單元與邏輯控制器連接，邏輯控制器通過光纖與變頻器主控制器連接，各檢測(cè)單元檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)各單元處理過后送入邏輯控制器件，由邏輯控制器件對(duì)各輸入信號(hào)進(jìn)行綜合處理，并將處理結(jié)果送入變頻器主控制器。如圖1所示，所述邏輯控制器可采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列芯片F(xiàn)PGA，F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字化處理采樣的控制，對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)換進(jìn)行軟件濾波，對(duì)高壓和諧波信號(hào)進(jìn)行了第二次濾波， 提高抗干擾能力。如圖1所示，所述邏輯控制器FPGA通過光纖與變頻器主控制器連接，F(xiàn)PGA與變頻器主控板進(jìn)行光纖通訊，將電信號(hào)轉(zhuǎn)為光信號(hào)進(jìn)行傳輸，克服了電信號(hào)傳輸?shù)姆N種缺陷，解決了數(shù)據(jù)傳輸交換中容易發(fā)生的數(shù)據(jù)混亂問題，具有很好的抗電磁干擾性能。如圖2所示，所述模擬信號(hào)檢測(cè)單元可包括差分放大電路及數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路，其中R1、R2、R3、R4和運(yùn)放構(gòu)成了差分電路，差分放大電路具有保護(hù)電路，電感Ll可防止電流突變，有效抑制浪涌，瞬變抑制管Dl保護(hù)輸入信號(hào)，防止輸入過大對(duì)電路造成損壞；數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路可由通用的數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成，其電路原理圖在此不予給出。如圖3所示，所述溫度檢測(cè)單元可包括三線制檢測(cè)電路、濾波電路及數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路，其中R1、R2、N1、N2構(gòu)成了三線制的檢測(cè)電路，R3、R4、R5、R6、Cl、C2、N2構(gòu)成了濾波電路，三線制測(cè)溫可消除引線誤差，有效減小共模干擾；數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路可由通用的數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成，其電路原理圖在此不予給出。采用三線制檢測(cè)電路的處理方式提高了高壓變頻器的抗干擾能力，確保了溫度信號(hào)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。如圖4所示，所述速度檢測(cè)單元可包括速度傳感器及信號(hào)調(diào)理電路，其中信號(hào)調(diào)理電路對(duì)由速度傳感器輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行過壓保護(hù)、比較、整形、隔離處理，可由具有這些功能的通用電路構(gòu)成、具體電路原理圖在此不予給出。實(shí)施例一一種集成式高壓變頻器模擬量檢測(cè)裝置，包括模擬信號(hào)檢測(cè)單元，溫度檢測(cè)單元、 速度檢測(cè)單元、邏輯控制器，其中模擬量檢測(cè)單元檢測(cè)到的模擬量信號(hào)經(jīng)數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路后，轉(zhuǎn)換成邏輯控制器可以識(shí)別的信號(hào)，進(jìn)入邏輯控制器；溫度檢測(cè)單元檢測(cè)到的溫度信號(hào)經(jīng)數(shù)字化電路轉(zhuǎn)換成邏輯控制器可以識(shí)別的信號(hào)，進(jìn)入邏輯控制器；速度檢測(cè)單元檢測(cè)到的代表速度的信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路后進(jìn)入邏輯控制器。邏輯控制器對(duì)三個(gè)檢測(cè)單元送來的信號(hào)進(jìn)行綜合處理，并把處理結(jié)果通過光纖送入變頻器主控制器。這樣，就構(gòu)成了以邏輯控制器為集成中心的集成式高壓變頻器模擬量檢測(cè)裝置，而不必將各個(gè)檢測(cè)單元檢測(cè)到的信息分別接入變頻器主控制器。所述邏輯控制器采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列芯片F(xiàn)PGA。所述邏輯控制器通過光纖與變頻器主控制器連接。所述模擬信號(hào)檢測(cè)單元包括差分放大電路及數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路，其中差分放大電路帶有保護(hù)電路，數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路可由通用的數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。所述溫度檢測(cè)單元包括三線制檢測(cè)電路、濾波電路及數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路，其中數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路可由通用的數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。所述速度檢測(cè)單元包括速度傳感器及信號(hào)調(diào)理電路，其中信號(hào)調(diào)理電路對(duì)由速度傳感器輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行過壓保護(hù)、比較、整形、隔離處理，可由具有這些功能的通用電路構(gòu)成。綜上所述，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1，采用集成方式檢測(cè)各模擬量，將測(cè)得的多各模擬量經(jīng)處理后集成在一個(gè)邏輯控制器內(nèi)，由邏輯控制器完成與變頻器主控制器的信息交互，與現(xiàn)有技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，接線難度小，可靠性高。2，濾波電路和差分電路的采用，有效消除了溫度、噪聲和共模信號(hào)的干擾，提高了檢測(cè)精度和準(zhǔn)確性。3，整個(gè)檢測(cè)裝置和高壓變頻主控制板之間采用光纖通訊技術(shù)，可隔離高壓遠(yuǎn)距離傳輸減少干擾，使用簡(jiǎn)單方便，提高了可靠性，大大降低了系統(tǒng)成本。4，本實(shí)用新型所述的模擬量檢測(cè)裝置以傳感器作為主要檢測(cè)元件，更加適合變頻器的模擬量采集的集成化，配合其他相關(guān)電路，保證了裝置的可靠運(yùn)行，具有體積小巧、精度高、安全可靠的特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種集成式高壓變頻器模擬量檢測(cè)裝置，其特征在于包括模擬信號(hào)檢測(cè)單元，溫度檢測(cè)單元、速度檢測(cè)單元、邏輯控制器，其中模擬信號(hào)檢測(cè)單元與邏輯控制器連接，溫度檢測(cè)單元與邏輯控制器連接，速度檢測(cè)單元與邏輯控制器連接，邏輯控制器與變頻器主控制器連接，各檢測(cè)單元檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)各單元處理過后送入邏輯控制器件，由邏輯控制器件對(duì)各輸入信號(hào)進(jìn)行綜合處理，并將處理結(jié)果送入變頻器主控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式高壓變頻器模擬量檢測(cè)裝置，其特征在于所述邏輯控制器可采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列芯片F(xiàn)PGA，或是復(fù)雜可編程器件芯片，或是微控制器芯片，或是數(shù)字信號(hào)處理器芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種集成式高壓變頻器模擬量檢測(cè)裝置，其特征在于所述邏輯控制器通過光纖與變頻器主控制器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種集成式高壓變頻器模擬量檢測(cè)裝置，其特征在于所述模擬信號(hào)檢測(cè)單元可包括差分放大電路及數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路，其中差分放大電路帶有保護(hù)電路，數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路可由通用的數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種集成式高壓變頻器模擬量檢測(cè)裝置，其特征在于所述溫度檢測(cè)單元可包括三線制檢測(cè)電路、濾波電路及數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路，其中數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路可由通用的數(shù)字化轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種集成式高壓變頻器模擬量檢測(cè)裝置，其特征在于所述速度檢測(cè)單元可包括速度傳感器及信號(hào)調(diào)理電路，其中信號(hào)調(diào)理電路對(duì)由速度傳感器輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行過壓保護(hù)、比較、整形、隔離處理，可由具有這些功能的通用電路構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公布了一種集成式高壓變頻器模擬量檢測(cè)裝置，其特點(diǎn)為各檢測(cè)單元以邏輯控制器為集成核心進(jìn)行集成處理，將采集到的模擬信號(hào)、溫度信號(hào)、速度信號(hào)經(jīng)過各單元處理之后集中送入邏輯控制器綜合整理，再由邏輯控制器將整理過的信息通過光纖送入變頻器主控制器。本實(shí)用新型打破傳統(tǒng)的分散式檢測(cè)方式，使各檢測(cè)單元不必全部直接與變頻器主控制器連接，而是通過邏輯控制器將信息集中處理后送入變頻器主控制器。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，接線難度小，可靠性高，成本較低，適合大范圍推廣使用。
文檔編號(hào)G01D21/02GK202119469SQ201120105789
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者劉彤, 曹洋, 王衛(wèi)安, 王挺澤, 羅仁俊, 范偉, 藍(lán)徳劭, 陳孟君 申請(qǐng)人:株洲變流技術(shù)國家工程研究中心有限公司