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电流传感器在变频器上的应用

    电流传感器是检测被测量电流的信息,为了满足记忆、输出、记录等要求,根据一定规则转换为必要形式的信息输出的检测器。变频器将商用电源( 50hz或60hz )变换为各种频率的交流电源,实现电机的变速运转,控制电路完成主电路的控制,整流电路将交流变换为直流,直流中间电路将整流电路的输出平滑化,变换器电路将直流逆变换为交流。在矢量控制变换器那样运算量多的变频器中,有时需要进行转矩计算的CPU和与其对应的电路。 逆变器调速是通过改变向电动机的定子绕组供给的电力的频率来实现调速的调速器。


    变频器分为4个主要部分。

 1.整流器:与单相或三相交流电源连接,产生脉动的直流电压。整流器上分可控及不可控两种基本类型。


 2.中间电路:分以下3类。


 a )将整流电压转换为直流电流。


 b )使纹波的直流电压稳定或平滑后用于变频器。


 c )将整流后的固定直流电压转换为可变直流电压。


 3.逆变器:产生电机电压的频率,另外,一部分逆变器能够将固定的直流电压转换为可变的交流电压。

 4.控制电路:在向整流器、中间电路及逆变器发送信号的同时,也接收来自该部分的信号。

变频器.png

    电流传感器在逆变器上的应用也非常广泛,电流传感器在逆变器控制中作为开关元件保证逆变器的性能。

    

     一般的电流传感器有对应的供给电源±12 v、±15 v。调理电路构成了将三相定子电流转换为基本二进制,提供适时电流信息,完成电流环路调整的电流采样手段。变频器制造商也分别检测出2根、3根算法检测出a、b、c相电流。通过采样电阻将电流信息转换为电压信息,通过变频器主芯片内的ad转换模块转换为数字信号。对电流环调整用的电流反馈信息进行数字滤波、缩放处理。



    睿感电流传感器将电流信息转换为电压信息,进而将检测出的信号转换为适合控制芯片的电压范围,首先,将电压信号转换为对称的正负电压后,给予对应的偏移量,转换为适合控制芯片的电压范围。睿感电流传感器对a、b、c的三相电流全部进行采样,通过检测单元收纳在对应的寄存器中,用于主系统。过载能力高,灵敏度高,可靠性高,可测量直流、交流、脉冲波形等任意波形的电流,可测量过渡峰值,测量精度高,线性度好,动态性能好,可完全满足变频器闭环控制时的电流检测要求。


   在变频器的调速过程中,电流信息和速度信息是必不可少的,这两个完善需要支撑双回路控制的一环。电流传感器在动作中受到电流冲击等干扰而发生故障,系统崩溃。

    诊断方法: 

    1. 使用观测器,比较观测器观测到的信息和实际测量电流传感器的信息,判定故障。2. 信号诊断、故障信号的特征与正常系统的特征不同,通过鉴别解决。3. 经验性的诊断需要实时数据和历史数据,在两者同时准备的状况下进行诊断。

    修复方法。

    (1)根据合理设计的观测器观察和运用,捕捉正确的电流信号,发生故障后,通过使用本来传送的电流信息代替传感器信号,达到闭环控制的效果。逆变器一般有2个相电流传感器,因此,容错控制要考虑相电流传感器单体的情况。

    (2)根据坐标的计算和换算,构成丢失的电流信息,也是改变相位的数学建模手法,用数学方式判定电流信息。该方法在实践上有很大可能性,一般通过坐标变换求出α、β轴电流,并与已经计算出的电流值进行比较,根据电流自身的特性进行判断,进行故障诊断。

    (3)使用与直流母线串联连接的采样电阻得到直流母线电流,然后使用变频器的开关状态重构三相电流。逆变器施加非零矢量时,有直流母线电的相电流信息。 空间矢量脉冲宽度调制方法由于将相邻的2个非零电压矢量以1个采样周期进行合成而得到目标电压矢量,因此能够以1个开关周期对直流母线电流进行采样而得到二相电流信息。 但是,这种方法会产生大的噪声,这是弊端,适合小功率的情况。


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