[实用新型]变频器的采样电路和变频器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电电气控制领域，具体而言，涉及变频器的采样电路和变频器。

背景技术

变频器(Variable-frequency Drive，VFD)是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。作为一种基本的电器设备，已经得到了较为广泛的应用。

变频器(包括逆变器)分为电压源型和电流源型两类，其中电压源型按照每相能够输出的电平数量，分为2电平、3电平、5电平以及更多电平等，其中超过2电平的变频器统称为多电平变频器，输出电压超过1kV的称为高压变频器。

在单个电力电子器件耐电压水平受限的情况下，更多的电平意味着更高的电压输出能力，以及输出电压具有更好的波形，更低的谐波，这也是电平数量增加的主要意义。

电压源型多电平变频器分为共直流母线结构和变压器隔离结构两类，前者的每个输出相共用直流母线，结构较为简洁，但需要较为先进的电路拓扑才能够产生较多电平的输出；后者由变压器的相互隔离的绕组提供相互隔离的电源，然后通过不同绕组对应的逆变电路间的电压叠加实现多电平输出，这种变频器由于使用的电力电子器件的耐压水平要求较低，因此整机成本较低，目前市场上绝大多数高压变频器采用此结构，此类型的变频器如图1中所示，主要包括整流变压器、功率单元两部分。

对于这类高压变频器，由于功率单元数量较多(10kV变频器功率单元数目多达24个以上)，每个功率单元拥有独立的直流母线，因此一般不采用实测直流电电压乘以调制深度指令值的方法计算输出电压，而是用电压传感器实际测量输出电压。

对于很多应用，既要求电机在高速下可靠运行，也要求电机在低转速下平稳运行。由于电机的电压近似正比于电机的转速(恒转矩区内)，因此需要变频器既能够测量较高的输出电压，也能够准确地测量较低的输出电压。

此外，在电机参数离线辨识的堵转测试中，所加的激励信号的电压值远远低于电机的额定电压，而电机参数辨识的准确度又严重依赖于检测精度，因此需要变频器的输出电压检测环节在较高电压和较低电压下，均具有较高的精度。

目前的高压变频器一般采用分压电阻(如图2所示)或者电压霍尔(如图3所示)的方式对输出电压进行采样。

图中参考地、取样电阻、高压电阻和输出电压检测端子串联，经采样电阻分压后，在信号采集点进行输出电压信号的采集，当预先知道高压电阻和采样电阻的阻值之后，便能够计算出真实输出的电压幅值。

通常，电子检测仪器的量程是一个固定的范围，在这个固定的范围内，有某一段是精度最高的一段，如量程为1V-5V的电压表，当检测的电压值为0V-0.2V之间时，则很难看出变化，又如检测的电压值为4.7V-4.9V的时候，同样也很难看出变化，很有可能将0.2V误读为0V，将4.8V误读为远远大于5V。

由此，相关技术中，由于输出电压的数值是变化的，导致了信号采集点所检测到的电压值的精度不够。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供变频器的采样电路和变频器，以解决上述的问题。

在本实用新型的实施例中提供了变频器的采样电路，包括：顺序串联的参考地、取样电阻和信号采集点；

在所述参考地和所述信号采集点之间连接有至少两个取样电阻，以及在一个或多个所述取样电阻两端并联有取样开关。

优选的，所述取样电阻包括第一取样电阻和第二取样电阻，所述第一取样电阻和所述第二取样电阻串联连接在所述信号采集点和所述参考地之间；

所述取样开关用于控制所述信号采集点和所述参考地通过所述第一取样电阻电连接，或所述取样开关用于控制所述信号采集点和所述参考地通过所述第二取样电阻电连接，或所述取样开关用于控制所述信号采集点和所述参考地通过所述第一取样电阻和第二取样电阻电连接。

优选的，所述取样电阻和所述取样开关均为多个，多个所述取样电阻均串联在所述参考地和所述信号采集点之间；

每个所述取样开关并联在不同的一个或多个所述取样电阻两端。

优选的，所述信号采集点和所述参考地之间通过取样电路电连接，所述取样电路包括并联连接的两个取样电阻；

所述取样开关用于控制所述信号采集点和所述参考地通过一个所述取样电阻电连接，或所述取样开关用于控制所述信号采集点和所述参考地通过并联的至少两个所述取样电阻电连接。

优选的，所述取样开关为模拟开关。