[實用新型]基于BackEMF電壓的檢測接地、短路和缺相錯誤的裝置

有效

• 申請號: 201320408965.5
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN203479942U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 趙祎
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R29/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于變頻器和開關磁阻電機控制器的保護領域，主要涉及一種通過BackEMF電壓檢測電路來檢測電機的接地、短路和缺相錯誤的裝置，避免燒毀變頻器或者電機。?

背景技術

變頻器是應用電力電子技術與微電子技術、通過改變電機工作電源的頻率和幅度的方式來控制交流電動機的電力傳動設備。?

開關磁阻電機控制器與變頻器類似，通過電力電子器件，控制開關磁阻電機定子的磁通方向，調節開關磁阻電機的轉速、力矩。?

隨著我國對高效率經濟發展的要求，以及工業發展中對交流電機無級調速的需求，變頻器作為一個調速、節能降耗的設備，在我國的國民經濟中的作用越來越大；而開關磁阻電機的節能效果更好，隨著對其控制的改進，必將在各行業中有長足的發展。?

變頻器以及開關磁阻電機控制器的研發過程中，產品質量始終是一個不可忽視的問題，那么加強各種應用場合的保護便變得十分重要了。本實用新型設計正是為了加強變頻器等設備的保護而設計的。?

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種可用于變頻器和開關磁阻電機控制器的保護電路以及檢測錯誤的方法，可以在啟動電機前基于該電路進行檢測，判斷電機有沒有接地、短路和缺相的錯誤，避免在有錯誤的情況下輸出電壓，導致燒毀變頻器、控制器或者電機，最重要的是避免造成觸電等安全事故。?

本實用新型采用如下技術方案來實現：一種基于BackEMF電壓的檢測接地、短路和缺相錯誤的裝置，包括BackEMF檢測電路和處理器，所述BackEMF檢測電路采用兩個不同阻值的電阻分壓，所述BackEMF檢測電路一端連接變頻器或者開關磁阻電機控制器的三相輸出端電壓U，V，W，另一端接入DC母線的DC-，其中所述BackEMF檢測電路的檢測端接入處理器的3個ADC通道進行采樣。?

兩個分壓電阻的阻值要求分出的最高電壓不得超過處理器可接受的電壓。上述BackEMF檢測電路需要把分壓后的信號接入處理器，實現AD采樣。本實用新型采用CortexM3處理器自帶的12位片內ADC，BackEMF分壓點分別接入處理器的3個ADC通道進行采樣。利用采樣BackEMF1，2，3的電壓，就可以計算得到U、V、W的電壓。?

U_UVW?=?BackEMF123?*?(R1?+?R2)?/?R2，其中R1為靠近U、V、W的較大電阻。?

同時處理器要求輸出6路控制信號，控制PIM模塊的6路IGBT。IGBT的PWM開關信號配合采樣，并進行一定的計算、判斷，可以實現接地、短路和缺相的檢測。?

當檢測到接地、短路和缺相后，可以通過總線、LED或LCD顯示屏等方式報警，并阻止電機的啟動，以保證安全。?

附圖說明

圖1為本實用新型BackEMF檢測電路示意圖。?

圖2為BackEMF電路檢測信號仿真圖。?

圖3為開關磁阻電機控制器U相示意圖（V、W相與之完全相同）。?

具體實施方式

以下內容結合附圖，對本實用新型進行詳細說明。?

變頻器或者開關磁阻電機控制器主要是將交流電經過整流變成直流電，然后通過IGBT調制成頻率可控的交流電，實現對電機的控制，如圖1所示。而BackEMF檢測電路以直流部分的負極作為參考點，即圖1中的DC-，特別注意的是該DC-同時也是處理器的參考點，也就是處理器的地。處理器的供電是由UD+經過開關電源變為3.3V進行供電。這樣處理器和BackEMF處于同一參考點，才可以進行電壓檢測。?

接地檢測?

通過以上電路說明，可以清楚的看出，DC+與DC-之間的電壓是由三相電L1、L2、L3整流得到，那么大地其實與DC+和DC-的中點基本等電勢，以下說明大地電壓用GND表示，也就是說：

GND?=?(DC+?-?DC-)?/?2

如果我們把DC-電壓當作零電壓點，那么GND的電壓相于：

GND?=?DC+?/2?