[发明专利]一种三相驱动器有功功率及功率因数计算系统及方法

说明书

本发明提供一种三相驱动器有功功率及功率因数计算系统及方法，所述三相驱动器有功功率及功率因数计算系统包括：三相电输入模块；差分电压检测模块，与所述三相电输入模块连接，用于实时获取三相驱动器至少两组任意两相的电压值；电流检测模块，与所述三相电输入模块连接，用于实时获取所述三相驱动器任一输入相的采样电流；MCU处理模块，分别与所述差分电压检测单元和所述电流检测模块连接，用于获取采样电压，及用于基于单位周期内的所述采样电压和采样电流，获取有功功率和功率因数值。本发明通过新增差分电压检测模块和电流检测模块可以有效计量有功功率和功率因数值，满足客户终端对于功率计量的需求，提高系统的实用性。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，特别是涉及一种三相驱动器有功功率及功率因数计算系统及方法。

背景技术

随着电力电子技术的不断发展成熟，全球暖通空调(HVAC)市场的不断拓宽，变频驱动器的应用越来越广泛，对其性能指标要求越来越高，一些欧洲市场对于设备的消耗功率需要做计量使用，各种外置的功率检测模块的使用也逐渐多了起来，而驱动器本身自带功率检测显然是一种更为可靠简便的方式。

由于对于谐波的要求，小功率产品和大功率产品的标准不尽相同，对于＜16A的设备，EMC标准：EN61000-3-2要求的值远小于EN61000-3-12。因此市面上对于单相小功率驱动器，往往内部已经集成了功率因数校正电路，主动PFC电路校正后的PF值高达0.99以上，此时对于功率计算而言，有功功率基本上等于视在功率，功率检测实现起来比较简易。

而对于大功率产品来说，由于面向的不是家用需求，EMC的谐波没有要求很高，所以三相驱动器产品基本是被动功率因数校正，通常的做法是在三相输入测各增加一个电抗或者整流桥后端增加一个直流电抗，由于其呈现感性，对电流有抑制作用，对于感性负载带来的电流畸变有一定的改善，从而实现谐波的抑制改善，但其功率因数(PF)值往往做不高，通常只能达到0.9左右，且随着电流改变而改变。所以对于三相驱动器来说，有功功率检测很难做到高精度的采样。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种三相驱动器有功功率及功率因数计算系统及方法，用于解决现有技术中三相驱动器的有功功率检测很难坐到高精度采样的问题。

一方面，为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种三相驱动器有功功率及功率因数计算系统，所述三相驱动器有功功率及功率因数计算系统包括：三相电输入模块；差分电压检测模块，与所述三相电输入模块连接，用于实时获取三相驱动器至少两组任意两相的电压值；电流检测模块，与所述三相电输入模块连接，用于实时获取所述三相驱动器任一输入相的采样电流；MCU处理模块，分别与所述差分电压检测单元和所述电流检测模块连接，用于获取采样电压，及用于基于单位周期内的所述采样电压和采样电流，获取有功功率和功率因数值。

于本发明的一实施例中，所述差分电压检测模块包括：分压限流单元、采样滤波单元、R-S差分检测单元和T-R差分检测单元；所述采样滤波单元与所述分压限流单元连接；所述R-S差分检测单元和所述T-R差分检测单元均分别和所述分压限流单元和所述采样滤波单元连接；其中，所述R-S差分检测单元用于实时获取R相对S相的线电压值，并将所述R相对S相的线电压值发送至所述MCU处理模块；所述T-R差分运放单元用于实时获取R相对T相的线电压值，并将所述R相对T相的线电压值发送至所述MCU处理模块。

进一步地，所述分压限流单元包括：两路R相电阻，一路S相电阻以及一路T相电阻；其中，第一路R相电阻的一端与第二路R相电阻的一端连接且共同连接至所述三相电输入模块的R口连接，所述第一路R相电阻的另一端以及所述第二路R相电阻的另一端分别与所述采样滤波单元连接；所述S相电阻的一端与所述三相电输入模块的S口连接，另一端与所述采样滤波单元连接；所述T相电阻的一端与所述三相电输入模块的T口连接，另一端与所述采样滤波单元连接。