[實用新型]變頻調速器用模擬量輸入跟隨處理電路

有效

• 申請號: 201320214261.4
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN203217295U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 崔會朋;賈勝;高見;劉海波;駱文濤;韓琳
• 申請（專利權）人: 湘煤立達礦山裝備股份有限公司
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 株洲市奇美專利商標事務所 43105
• 代理人: 劉國鼎

技術領域

本實用新型涉及一種模擬量輸入跟隨處理電路，尤其涉及一種變頻調速器用模擬量輸入跟隨處理電路。

背景技術

變頻調速器調節頻率輸出時通常有兩種方式，一種是變頻調速器自身的程序給定方式，另一種是通過外部端子給定模擬量（0-10V電壓量給定或0-20mA電流量給定）。程序給定方式需要直接操控變頻調速器的人機界面，需要有操作人員時時守在變頻調速器旁邊，因此這種方式普遍用于變頻調速器單機調試時采用，在工業應用中通常與上位機相連，上位機輸出模擬量送至變頻調速器外部端子來控制變頻調速器的輸出。

變頻調速器外部端子給定采用的工控標準端口：0-10V電壓量和0-20mA電流量，在通常的應用當中，往往是將上位機輸出的電壓量或電流量通過屏蔽電纜直接與變頻調速器的主控制板連接而沒有經過任何信號的處理過程。在工業應用中由于上位機與變頻調速器的距離通常非常遠，相應的連接上位機與變頻調速器的屏蔽電纜的長度也很長，因此給定信號的抗干擾能力大大降低，很容易造成由于給定信號被干擾而引起的變頻調速器的錯誤輸出甚至系統的崩潰。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種變頻調速器用模擬量輸入跟隨處理電路，該電路加在變頻調速器的外部端子側，以解決上述存在的問題。

為實現上述目的，本發明的技術解決方案是：一種變頻調速器用模擬量輸入跟隨處理電路，包括光電隔離電路和電源電路，其特征在于：所述光電隔離電路的一端通過電壓量與電流量選擇電路與上位機相連，另一端通過差分放大電路與變頻調速器模擬量輸入端子相連，電源電路分別與光電隔離電路及差分放大電路相連。?

本實用新型的有益效果是：通過對模擬量輸入跟隨電路的設計，不僅實現了輸入信號電壓量與電流量的自由選擇、輸入輸出的信號等值跟隨，同時還很好地解決了信號的干擾問題，實現了輸出信號電壓量與電流量的統一。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構框圖。

圖2是本實用新型的電原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型及其具體實施方式作進一步詳細說明。

參見圖1-2，本實用新型包括光電隔離電路和電源電路，其特征在于：所述光電隔離電路的一端通過電壓量與電流量選擇電路與上位機相連，另一端通過差分放大電路與變頻調速器模擬量輸入端子相連，電源電路分別與光電隔離電路及差分放大電路相連。?

AIN+和AIN-為上位機輸出的模擬量給定信號（0-10V或4-20mA），AIN+和AIN-通過屏蔽電纜與上位機相連。當S1處于斷開狀態時，接受上位機的電壓量信號（0-10V）；當S1處于閉合狀態時，接受上位機的電流量信號（0-20mA）。

????當S1斷開時，上位機的0-10V電壓量信號通過R1和R4的分壓后轉換為0-100mV的差分電壓小信號，供給光電隔離電路U1的差分輸入端口。

????當S1閉合時，上位機的0-20mA電流量信號首先通過R3轉換成0-5V的差分電壓信號，然后經過R1、R2、R4分壓后轉換為0-100mV的差分電壓小信號，供給光電隔離電路U1的差分輸入端口。

????在該部分電路通過差分和信號縮小，抑制了干擾信號的能量，減小了干擾信號中的共模部分，同時通過電容C1濾除了干擾信號的高頻部分，大大降低了對信號的干擾。另外，通過選擇開關S1和電阻R2、R3的使用，將上位機的0-20mA的電流信號轉換為0-100mV的電壓信號，實現了上位機的電壓信號和電流信號對于變頻調速器模擬給定的歸一化處理。

????U1為具有線性放大功能的光電隔離器件，U1的1、4、5、8腳與電源相連，2和3腳為差分輸入端口，與電壓量和電流量選擇電路相連。光電隔離電路將0-100mV的差分電壓小信號經過光電隔離、放大8倍（0-800mV）后送至輸出端口6和7腳，然后連接至差分放大電路的輸入端。

????經過光電隔離電路后的信號，已經完全濾除了信號中的干擾，僅保留了所需要的原始信號。同時，由于使用了具有放大功能的光電隔離器件，不僅使信號的輸入與輸出完全隔離避免了信號的二次干擾，而且使信號進行初步的線性放大。

????U?2為運算放大器，與電阻R5、R6、R7、R8、R9和電容C2組成差分放大電路，差分放大電路的同相端和反相端分別與隔離放大電路的輸出端口6、7相連，差分放大電路的輸出端經過R9與變頻調速器的模擬量輸入端子相連，放大器U2的電源端口分別與電源電路相連。

????該差分放大電路起到將輸入的0-800mV的差分信號經過放大后恢復為0-10V信號，同時由于運算放大電路本身的隔離功能，使輸入輸出信號再次進行隔離，防止輸入輸出級的相互串擾，另外通過電容C2的去耦，差分放大電路輸出信號AIO為無干擾的純凈0-10V信號，供給變頻調速器模擬輸入端子。