[發明專利]對三相電動機進行電流采集的電路裝置

在審

• 申請號: 202010538370.6
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111707864A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 宋承林;張鴻波;劉錫安;楊緒峰;韓寧
• 申請（專利權）人: 青島中加特電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R15/20;H02H7/085
• 代理公司: 北京維昊知識產權代理事務所(普通合伙) 11804
• 代理人: 李波;孫新國

本發明公開了一種對三相電動機進行電流采集的電路裝置。該裝置包括電流取樣模塊、直流轉換模塊、A/D轉換模塊和控制模塊。電流取樣模塊配置用于對流經電動機的交流電進行取樣和限流處理以便輸出交流電信號。直流轉換模塊配置用于將經過電流取樣模塊處理之后的交流電信號轉換為直流模擬電信號。所述A/D轉換模塊配置用于將直流轉換模塊輸出的直流模擬電信號轉換為數字電信號。控制模塊配置用于接收并處理A/D轉換模塊發送來的數字電信號，以便對電動機進行控制和保護；同時向A/D轉換模塊輸出控制信號，以便對其進行控制。本發明的電路裝置可以精確地對流經電動機的交流電進行采集，并且根據采集到的數據對所述電動機進行控制和保護。

技術領域

本發明一般地涉及電動機控制領域。更具體地，本發明涉及一種對三相電動機進行電流采集的電路裝置。

背景技術

為了保證電動機長期可靠地運行，需要驅動電動機的三相交流電保持穩定，同時為了實時監測電動機的轉速以及對電動機電源的缺相、接地、反時限過載等進行保護，需要對電動機的三相交流電的信息進行實時采集、監控和處理。

目前，對電動機三相交流電的電壓、電流和頻率等信息的采集通常利用電壓傳感器或者電壓互感器所構成的采集設備來進行。但是，在這些采集設備或方法中有的所采用的電阻精度難以達到要求，造成電阻選型的困難；有的在采集監測過程中，A/D轉換的精度較差，進而造成交流電采集的實時性比較差；而有的采集設備中提供基準電壓的電路結構復雜且冗余，從而造成整體電路成本較高且體積較大；還有一些采集設備應用范圍較小，不適合應用于普通工頻電動機的電壓和電流等信息的采集。

發明內容

為至少解決上述背景技術中的一個或多個問題，本發明提供了一種對三相電動機進行電流采集的電路裝置。該電路裝置采用霍爾電流傳感器無接觸地對所述三相電動機的交電流進行取樣，并且采用多個低阻值精密的電阻進行并聯的方式對取樣后的交流電信號進行限流，從而減小了電阻選型的難度。進一步地，通過將交流電信號轉換為直流電信號，以便供給A/D轉換模塊進行轉換，從而提高了該電路裝置的電流采集精度。

具體地，本發明公開了一種對三相電動機進行電流采集的電路裝置。該裝置包括電流取樣模塊、直流轉換模塊、A/D轉換模塊和控制模塊。其中所述電流取樣模塊配置用于對流經所述三相電動機的交流電進行取樣和限流處理以便輸出交流電信號。所述直流轉換模塊配置用于將經過所述電流取樣模塊處理之后的交流電信號轉換為直流模擬電信號。所述A/D轉換模塊配置用于將所述直流轉換模塊輸出的直流模擬電信號轉換為數字電信號。以及所述控制模塊配置用于：1)接收并處理所述A/D轉換模塊發送來的數字電信號，并且根據處理結果對所述三相電動機進行控制和保護；2)向所述A/D轉換模塊輸出控制信號，以便對其進行控制。

在一個實施例中，所述電流取樣模塊包括霍爾傳感器和電阻取樣電路，其中所述霍爾傳感器配置用于利用霍爾效應將流經所述三相電動機的交流電感應成交流電信號。所述電阻取樣電路配置用于對所述霍爾傳感器感應并輸出的所述交流電信號進行限流。在另一個實施例中，所述電阻取樣電路包括由多個低阻值的無感電阻并聯所組成的電路。

在又一個實施例中，所述直流轉換模塊包括差分運算電路、跟隨濾波電路和電壓基準電路。其中所述差分運算電路配置用于接收經過所述電流取樣模塊處理后的交流電信號，以便將所述交流電信號的電流值與所述A/D轉換模塊處理的電壓值進行匹配。所述跟隨濾波電路配置用于將所述差分運算電路處理之后的交流電信號進行電壓跟隨和濾波處理，以便對所述交流電信號進行緩沖和去除噪聲。所述電壓基準電路配置用于進行直流電壓轉換并且向所述跟隨濾波電路提供基準電壓，以便將所述交流電信號轉換為直流模擬電信號。