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4-20mA电流信号转成0-5V或0-10V电压信号

4-20mA电流信号转成0-5V或0-10V电压信号
4-20mA电流信号转成0-5V或0-10V电压信号

4-20mA电流信号转成0-5V或0-10V电压信号

解决方法:

1.采用专用的电流转电压芯片,或者隔离放大器(要求精度高,抗干扰时)

如:MAXIM MAX472

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2.自己搭建电路,节省成本,但不推荐直接串联精密电阻的方式

用运放搭建电路就非常好

给个地址: https://www.doczj.com/doc/fa1285068.html,/html/zonghejishu/2007/0925/2621.html

1、 0-5V/0-10mA的V/I变换电路

图1是由运放和阻容等元件组成的V/I变换电路,能将0—5V的直流电压信号线性地转换成0-10mA 的电流信号,A1是比较器.A3是电压跟随器,构成负反馈回路,输入电压Vi与反馈电压Vf比较,在比较器A1的输出端得到输出电压VL,V1控制运放A1的输出电压V2,从而改变晶体管T1的输出电流IL而输出电流IL又影响反馈电压Vf,达到跟踪输入电压Vi的目的。输出电流IL的大小可通过下式计算:IL=Vf/(Rw+R7),由于负反馈的作用使Vi=Vf,因此IL=Vi/(Rw+R7),当Rw+R7取值为500Ω时,可实现0-5V/0-10mA的V/I转换,如果所选用器件的性能参数比较稳定,运故A1、A2的放大倍数较大,那么这种电路的转换精度,一般能够达到较高的要求。

2、 0-10V/0-10mA的V/I变换电路

图2中Vf是输出电流IL流过电阻Rf产生的反馈电压,即V1与V2两点之间的电压差,此信号经电阻R3、R4加到运放A1的两个输入端Vp与Vn,反馈电压Vf=V1-V2,对于运放A1,有VN =Vp;Vp=V1/(R2+R3)×R2,VN=V2+(Vi-V2)×R4/(R1+R4),所以V1/(R2+R3)×R2=V2+

(Vi-V2)×R4/(R1+R4),依据Vf=V1-V2及上式可推导出:

若式中R1=R2=100kΩ,R1=R4=20kΩ,则有:Vf×R1=Vi×R4,

得出:Vf=R4/R1×Vi=1/5Vi,如果忽略流过反馈回路R3、R4的电流,则有:IL=Vf/Rf=Vi/5Rf,由此可以看出.当运放的开环增益足够大时,输出电流IL与输入电压Vi满足线性关系,而且关系式中只与反馈电阻Rf的阻值有关.显然,当Rf=200Ω时,此电路能实现0-10v/0-10mA 的V/I变换。

3、 1-5V/4-20mA的V/I变换电路

在图3中.输入电压Vi是叠加在基准电压VB(VB=10V)上,从运放A1的反向输入VN端输入的,晶

体管T1、T2组成复合管,作为射极跟踪器,起到降低T1基极电流的作用(即忽略反馈电流I2),使得IL≈I1,而运放A1满足VN≈Vp,如果电路图中R1=R2=R,R4=R5=kR,则有如下表达式:

由式①②③可推出:

若Rf=62.5Ω,k=0.25,Vi=1-5V,则I1=4-20mA,而实际变换电流IL比I1小,相差I2(IL=I1-I2),I2是一个随输入电压Vi变化的变量,输入电压最小时(Vi=1V),误差最大,在实际应用中,为了使误差降到最小,一般R1,R2,Rf的阻值分别选取40.25kΩ,40kΩ,62.5Ω。

4、 0-10mA/0-5V的I/V变换电路

在实际应用中,对于不存在共模干扰的电流输入信号,可以直接利用一个精密的线绕电阻,实现电流/电压的变换,如图4,若精密电阻R1+Rw=500Ω,可实现0-10mA/0-5V的I/V变换,若精密电阻R1+Rw=250Ω,可实现4-20mA/1-5V的I/V变换。图中R,C组成低通滤波器,抑制高频干扰,Rw用于调整输出的电压范围,电流输入端加一稳压二极管。

对于存在共模干扰的电流输入信号,可采用隔离变压器耦合方式,实现0-10mA/0-5V的I/V

变换,一般变压器输出端的负载能力较低,在实际应用中还应在输出端接一个电压跟随器作为缓冲器,以提高驱动能力。

5、由运放组成的0-10mA/0-5V的I/V变换电路

在图5中,运放A1的放大倍数为A=(R1+Rf)/R1,若R1=100kΩ,Rf=150kΩ,则A=2.5;若R4=200Ω,对于0-10mA的电流输入信号,将在R4上产生0-2V的电压信号,由A=2.5可知,0-10mA的输入电流对应0-5V的输出电压信号。

图中电流输入信号Ii是从运放A1的同相输入端输入的,因此要求选用具有较高共模抑制比的运算放大器,例如,OP-07、OP-27等。

6、 4-20mA/0-5V的I/V变换电路

经对图6电路分析,可知流过反馈电阻Rf的电流为(Vo-VN)/Rf与VN/R1+(VN-Vf)/R5相等,由此,可推出输出电压Vo的表达式:

Vo=(1+Rf/R1+Rf/R5)×VN-(R4/R5)×Vf。由于VN≈Vp=Ii×R4,上式中的VN即可用Ii×R4替换,若R4=200Ω,R1=18kΩ,Rf=7.14kΩ,R5=43kΩ,并调整Vf≈7.53V,输出电压Vo的表达式

可写成如下的形式:

当输入4-20mA电流信号时,对应输出0-5V的电压信号。

------------------------------------------------------------------------

原则

1、电流信号转成电压信号,或电压信号转成电流信号,实质就是信号传输中的阻抗变换问题;

2、信号传输阻抗匹配,就是满足信号源输出最大信号能量的条件;

3、信号传输阻抗匹配,就是信号传输能流最大、衰减最小、畅通无阻、失真变形最小;

4、电流信号转成电压信号,就是低阻抗传输转换为高阻抗传输;

5、这种阻抗变换,一定要通过阻抗变换设备、阻抗变换电路来实现;

6、常用阻抗变换的设备有阻抗变换变压器,例如音响系统的输入输出变压器;

7、常用阻抗变换电路,如射极输出电路,在模拟电子电路中经常用作输出级、输入级、中间转换级等;

8、超高频闭路电视系统,信号分流用的三通、四通分配器,就是信号匹配阻抗转换器,通过它实现闭路电视系统的阻抗匹配,否则信号将受阻传不出去,或信号失真变形;

9、4-20mA电流信号转成0-5V或0-10V电压信号,用什么样的阻抗变换电路、设备,关键看信号的性质,是高频还是低频,是交流还是直流;

10、这种在电流信号回路中串入电阻的方法,是错误的,不可取的,是不懂信号传输匹配意义的做法;

常用电流和电压采样电路

2常用采样电路设计方案比较 配电网静态同步补偿器(DSTATCOM )系统总体硬件结构框图如图2-1所示。由图2-1可知DSTATCOM 的系统硬件大致可以分成三部分,即主电路部分、控制电路部分、以及介于主电路和控制电路之间的检测与驱动电路。其中采样电路包括3路交流电压、6路交流电流、2路直流电压和2路直流电流、电网电压同步信号。3路交流电压采样电路即采样电网三相电压信号;6路交流电流采样电路分别为电网侧三相电流和补偿侧三相电流的电流采样信号;2路直流电压和2路直流电流的采样电路DSTATCOM 的桥式换流电路的直流侧电压信号和电流信号;电网电压同步信号采样电路即电网电压同步信号。 图2-1 DSTATCOM 系统总体硬件结构框图 2.2.11 常用电网电压同步采样电路及其特点 .1 常用电网电压采样电路1 从D-STATCOM 的工作原理可知,当逆变器的输出电压矢量与电网电压矢量幅值大小相等,方向相同时,连接电抗器内没有电流流动,而D-STATCOM 工作在感性或容性状态都可由调节以上两矢量的夹角来进行控制,因此,逆变器输出的电压矢量的幅值及方向的调节都是以电网电压的幅值和方向作为参考的,因此,系统电压与电网电压的同步问题就显得尤为重要。

图2-2 同步信号产生电路1 从图2-2所示同步电路由三部分组成,第一部分是由电阻、电容组成的RC 滤波环节,为减小系统与电网的相位误差,该滤波环节的时间常数应远小于系统的输出频率,即该误差可忽略不计。其中R 5=1K Ω,5pF,则时间常数错误!未 因此符合设计要求;第二部分由电压比较器LM311构成, 实现过零比较;第三部分为上拉箝位电路,之后再经过两个非门,以增强驱动能力,满足TMS320LF2407的输入信号要求。 C 4=1找到引用源。<

变频器显示电流与电源电流表显示存在差别的说明

关于电流表上的电流显示与变频器面板上的电流显示 存在差别的说明 1、柜面上的电流表,测量的是变频器输入端的电流,是采用普通交流电流互 感器进行测量的; 2、变频器面板上显示的电流是变频器内部霍尔电流传感器测量所得的电流, 霍尔电流传感器测量的是变频器的输出电流; 3、普通交流电流互感器不能用来测量变频器输出端的电流,因为变频器的输 出电压、电流波形为PWM脉宽调制波形,采用普通的电流互感器或钳形表难以测量变频器的输出电流,因此为了能够观察电机的运行电流,通常 只能在变频器的输入端加装电流互感器; 4、变频器输入端电流互感器所测的电流与变频器面板上显示的电流存在差 别主要是因为: 输入电流的电压是380V的。变频器的输出是调频调压的信号,低频段时是降压输出的,而其输入功率约等于输出功率,所以负载电流会变大。 即功率不变的情况下,输出电压降低了,输出电流增大了。 具体到变频器内部原理,因为变频器一般都是交直交变频器,内部有大容量电容储能。调压采用PWM脉宽调制技术。 5、通常情况都是以变频器显示的为准,因为AC/AC变频器是通过整流单元 (通常称电源模块)将3相交流(比如380V)整流(3相全波桥整)成直 流(540V),再通过控制单元,按照控制方式,比如矢量,V/F等及给定值,通过控制大功率开关管(通常称电机模块)的通断及其频率转换成高频交流信号接至变频电机。 因此,普通的钳流表(其实也是一个电流互感器)所测电流不是很准确,需要专用高频信号测量的电流互感器,而在变频器内部的输出回路的铜排上就是串了这样的设备,因此只要此元件不坏,肯定比普通钳流表准。 另外,关于输入侧的电流,正如以上说言,由于是工频交流信号只要普 通电流互感器,但电流和输出测不一定对应,但可以按照功率来大概推算,比如:输出电流240A,如果电压150V,则输出侧有效功率两者相乘约 等于36KW,考虑到损耗则输入侧应该稍大于36KW,比如按照38KW计算,则输入侧电流恰好=38KW/380V=100A。(以上公式均为近似值)。 安装一台变频器,在五十赫兹运行时,输入电流十安,输出电流七十安,变频器七十五千瓦,电机七十五千瓦,另有一台,五十五千瓦,五十赫兹运行时,输入三十安,输出五十安, 一、输入,输出电流为什么相差这么大,

几种常见的电压电流转换电路

由运放组成的V-I、I-V转换电路 1、0-5V/0-10mA的V/I变换电路 图1是由运放和阻容等元件组成的V/I变换电路,能将0—5V的直流电压信号线性地转换成0-10mA的电流信号,A1是比较器,A3是电压跟随器,构成负反馈回路,输入电压Vi与反馈电压Vf比较,在比较器A1的输出端得到输出电压V1,V1控制运放A2的输出电压V2,从而改变晶体管T1的输出电流IL而输出电流IL又影响反馈电压Vf,达到跟踪输入电压Vi的目的。输出电流IL的大小可通过下式计算:IL=Vf/(Rw+R7),由于负反馈的作用使Vi=Vf,因此IL=Vi/(Rw+R7),当Rw+R7取值为500Ω时,可实现0-5V/0-10mA 的V/I转换,如果所选用器件的性能参数比较稳定,故运放A1、A2的放大倍数较大,那么这种电路的转换精度,一般能够达到较高的要求。 2、0-10V/0-10mA的V/I变换电路 图2中Vf是输出电流IL流过电阻Rf产生的反馈电压,即V1与V2两点之间的电压差,此信号经电阻R3、R4加到运放A1的两个输入端Vp与Vn,反馈电压Vf=V1-V2,对于运放A1,有VN=Vp;Vp=V1/(R2+R3)×R2,VN=V2+(Vi-V2)×R4/(R1+R4),所以V1/(R2+R3)×R2=V2+(Vi-V2)×R4/(R1+R4),依据Vf=V1-V2及上式可推导出: 若式中R1=R2=100kΩ,R1=R4=20kΩ,则有:Vf×R1=Vi×R4,得出:Vf=R4/R1×Vi=1/5Vi,如果忽略流过反馈回路R3、R4的电流,则有:IL=Vf/Rf=Vi/5Rf,由此可以看出.当运放的开环增益足够大时,输出电流IL与输入电压Vi满足线性关系,而且关系式中只与反馈电阻Rf的阻值有关.显然,当Rf=200Ω时,此电路能实现0-10v/0-10mA的V/I变换。 3、1-5V/4-20mA的V/I变换电路 在图3中.输入电压Vi是叠加在基准电压VB(VB=10V)上,从运放A1的反向输入VN 端输入的,晶体管T1、T2组成复合管,作为射极跟踪器,起到降低T1基极电流的作用(即

4-20mA电流信号转成0-5V或0-10V电压信号

4-20mA电流信号转成0-5V或0-10V电压信号 解决方法: 1.采用专用的电流转电压芯片,或者隔离放大器(要求精度高,抗干扰时) 如:MAXIM MAX472 深圳顺源公司的ISO系列产品 https://www.doczj.com/doc/fa1285068.html,/ 2.自己搭建电路,节省成本,但不推荐直接串联精密电阻的方式 用运放搭建电路就非常好 给个地址: https://www.doczj.com/doc/fa1285068.html,/html/zonghejishu/2007/0925/2621.html 1、 0-5V/0-10mA的V/I变换电路 图1是由运放和阻容等元件组成的V/I变换电路,能将0—5V的直流电压信号线性地转换成0-10mA 的电流信号,A1是比较器.A3是电压跟随器,构成负反馈回路,输入电压Vi与反馈电压Vf比较,在比较器A1的输出端得到输出电压VL,V1控制运放A1的输出电压V2,从而改变晶体管T1的输出电流IL而输出电流IL又影响反馈电压Vf,达到跟踪输入电压Vi的目的。输出电流IL的大小可通过下式计算:IL=Vf/(Rw+R7),由于负反馈的作用使Vi=Vf,因此IL=Vi/(Rw+R7),当Rw+R7取值为500Ω时,可实现0-5V/0-10mA的V/I转换,如果所选用器件的性能参数比较稳定,运故A1、A2的放大倍数较大,那么这种电路的转换精度,一般能够达到较高的要求。

2、 0-10V/0-10mA的V/I变换电路 图2中Vf是输出电流IL流过电阻Rf产生的反馈电压,即V1与V2两点之间的电压差,此信号经电阻R3、R4加到运放A1的两个输入端Vp与Vn,反馈电压Vf=V1-V2,对于运放A1,有VN =Vp;Vp=V1/(R2+R3)×R2,VN=V2+(Vi-V2)×R4/(R1+R4),所以V1/(R2+R3)×R2=V2+ (Vi-V2)×R4/(R1+R4),依据Vf=V1-V2及上式可推导出: 若式中R1=R2=100kΩ,R1=R4=20kΩ,则有:Vf×R1=Vi×R4, 得出:Vf=R4/R1×Vi=1/5Vi,如果忽略流过反馈回路R3、R4的电流,则有:IL=Vf/Rf=Vi/5Rf,由此可以看出.当运放的开环增益足够大时,输出电流IL与输入电压Vi满足线性关系,而且关系式中只与反馈电阻Rf的阻值有关.显然,当Rf=200Ω时,此电路能实现0-10v/0-10mA 的V/I变换。 3、 1-5V/4-20mA的V/I变换电路 在图3中.输入电压Vi是叠加在基准电压VB(VB=10V)上,从运放A1的反向输入VN端输入的,晶

电流信号转电压信号方法大全

电流信号转换为电压信号的方法 由于应用和原理的不同,电流信号的输出,如传感器变送器输出的4~20mA,需要变换成电压以利于后续驱动或采集。对于不同的电流信号,考虑功率问题,有的需要先经过电流互感器将大电流变小,否则大电流容易在电阻上产生过大的功率。 下面介绍几种I/V变换的实现方法。 分压器方法 利用如图1分压电路,将电流通入电阻。在电阻上采样出电压信号。其中,可以使用电位器调节输出电压的大小。这种方法最简单,但需要考虑功率和放大倍数的选择问题。 利用如图1分压电路,将电流通入电阻。在电阻上采样出电压信号。其中,可以使用电位器调节输出电压的大小。这种方法最简单,但需要考虑功率和放大倍数的选择问题。 霍尔传感器方法 使用霍尔效应,在元件两端通过电流I,并在元件垂直方向上施加磁感应强度B的磁场,即会输出电压。由下面的公式获得线性关系。

其中,RH为霍尔常数,I为输入电流,B为磁感应强度,d为霍尔元件厚度。 这种方法多用于对电流的测量,虽然也可以实现转换,但是精度有限。 积分电路方法 电压可以看作是电流的积分,利用如图电路有: 为保证精度,选取运放时尽量找输入阻抗大的。该电路常用于PID调节,积分电路成熟且放大倍数和精度较好。但要注意这种电路输出电压和输入电流的相位是相反的。 运放直接搭接的方法(跨阻放大器) 充分利用运放“虚短”和“虚断”的概念,将电流转换为电压信号,如图电路

电流通过电阻,在电阻上产生压降,建立起电压和电流的关系为 这种方法避免了运放输入失调电压和输入偏置电流和失调电流影响带来的积分误差。也避免了电容的漏电流带来的误差。但未获得稳定的高精度放大,对电阻和运放的精度要求较高。 三极管方法 三极管同样具有放大能力,但应用上多采用运放。电路如图 下面以实际的例子叙述整个实现过程。 尝试将一个0~5A信号转换为0~5V信号。最简单的是加一个1欧的电阻,但这样发热功率过大,所以需要采用电流互感器将原先的电流变小。按照一般互感器指标是输入0~10A信号,变比为200:1,即0~5A的信号变为0~25mA。下面采用运放直接搭接的方法实现转换。考虑到相位的问题,对电路作了改进。利用50欧电阻在正端产生 的电压与负端相等的条件,并利用运放的放大功能,实现最终要求的。如图。另外,用集成运放OP27为的是得到更高的运算精度;50欧的电阻是前端互感器带负载要求。

几个常用的电压电流转换电路

几个常用的电压电流转换电路

I/V转换电路设计 1、在实际应用中,对于不存在共模干扰的电流输入信号,可以直接利用一个精密的线绕电阻,实现电流/电压的变换,若精密电阻R1+Rw=500Ω,可实现0-10mA/0-5V的I/V变换,若精密电阻R1+Rw=250Ω,可实现4-20mA/1-5V的I/V变换。图中R,C组成低通滤波器,抑制高频干扰,Rw用于调整输出的电压范围,电流输入端加一稳压二极管。 电路图如下所示: 输出电压为: Vo=Ii?(R1+Rw)(Rw可以调节输出电压范围) 缺点是:输出电压随负载的变化而变化,使得输入电流与输出电压之间没有固定的比例关系。 优点是:电路简单,适用于负载变化不大的场合, 2、由运算放大器组成的I/V转换电路 原理: 先将输入电流经过一个电阻(高精度、热稳定性好)使其产生一个电压,在将电压经过一个电压跟随器(或放大器),将输入、输出隔离开来,使其负载不能影响电流在电阻上产生的电压。然后经一个电压跟随器(或放大器)输出。C1滤除高频干扰,应为pf级电容。

电路图如下所示: 输出电压为: Vo=Ii?R4?(1+(R3+Rw) R1 ) 注释:通过调节Rw可以调节放大倍数。 优点:负载不影响转换关系,但输入电压受提供芯片电压的影响即有输出电压上限值。 要求:电流输入信号Ii是从运算放大器A1的同相输入端输入的,因此要求选用具有较高共模抑制比的运算放大器,例如,OP-07、OP-27等。R4为高精度、热稳定性较好的电阻。 V/I转换电路设计 原理: 1、V I 变换电路的基本原理: 最简单的VI变换电路就是一只电阻,根据欧姆定律:Io=Ui R ,如果保证电阻不变,输出电流与输入电压成正比。但是,我们很快发现这样的电路无法实用,一方面接入负载后,由于不可避免负载电阻的存在,式中的R发生了变化,输出电流也发生了变化;另一方面,需要输入

用电压信号还是电流信号

工业上通常用电压0…5(10)V 或电流0(4)…20mA 作为模拟信号传输的方法,也是被程控机经常采用的一种方法。那么电压和电流的传输方式有什么不同,什么时候采用什么方法,下面将对此进行简要介绍。 电压信号传输比如0…5(10)V如果一个模拟电压信号从发送点通过长的电缆传输到接收点,那么信号可能很容易失真。原因是电压信号经过发送电路的输出阻抗,电缆的电阻以及接触电阻形成了电压降损失。由此造成的传输误差就是接收电路的输入偏置电流乘以上述各个电阻的和。 如果信号接收电路的输入阻抗是高阻的,那么由上述的电阻引起的传输误差就足够小,这些电阻也就可以忽略不计。要求不增加信号发送方的费用又要所提及的电阻可忽略,就要求信号接收电路有一个高的输入阻抗。如果用运算放大器 OP 来做接收方的输入放大器,就要考虑到此类放大器的输入阻抗通常是小于 <1M? 。 原则上,高阻抗的电路特别是在放大电路的输入端是很容易受到电磁干扰从而会引起很明显的误差。所以用电压信号传输就必须在传输误差和电磁干扰的影响之间寻找一个折中的方案。 电压信号传输的结论:如果电磁干扰很小或者传输电缆长度较短,一个合适的接收电路毫无疑问是可以用来传输电压信号0…5(10)V 的。 电流信号传输比如 0(4)..20mA在电磁干扰较强的环境和需要传输较远距离的情况下,多年来人们比较喜欢使用标准的电流来传输信号。如果一个电流源作为发送电路,它提供的电流信号始终是所希望的电流而与电缆的电阻以及接触电阻无关。也就是说,电流信号的传输是不受硬件设备配置的影响的。同电压信号传输的方法正相反,由于接收电路低的输入阻抗和对地悬浮的电流源(电流源的实际输出阻抗与接收电路的输入阻抗形成并联回路)使得电磁干扰对电流信号的传输不会产生大的影响。 电流信号传输的结论:如果考虑到有电磁干扰比如电焊设备和其他信号发射设备,传输距离又必须很长,那么电流信号传输的方法是适合这种情况的(模拟信号传输)。实际上经常采用的电流传输方法有二线制和三线制方法。在这里将主要论述二线制方法,也叫电流回路方法。 电流回路的综合特性 - 简单的使用:如果信号发送电路和相联接的其他电路的工作电流保持常数不变,那么该工作电流和信号电流就可以通过同一根电缆来传输。人们只需用一个负载取样电阻,而电流在负载电阻上的电压降就可以作为有用的信号。当然还应该注意工作电压要足够高,以满足电流回路里所需要的电压降。 - 低廉的成本:与数字信号传输需要一个 AD 转换,一个单片机和一个合适的驱动电路相比,用简单的电流回路方法,人们只需要一条电缆,一个负载电阻和一个测量电压表。特别当对测量精度要求高的时候,二者产品成本的差别就更加明显了。 - 错误诊断:4-20mA 电流信号传输的优点除了传输距离远和抗干扰能力强外,还会自动提供出错信息。在一个经过校准的系统输出零信号时(输出端为电流 4mA),如果接收到的信号大于零毫安而小于4 毫安时,就说明此时系统一定有问题。如果接收到的电流信号为零,那么一定是电缆断了或者信号接收方面出了问题。如果电流信号超过 20mA 就意味着输入端方面的信号过载或者信号接收方面有问题。

变频技术第二章

第二章变频器的分类与特点 2.1 变频器的分类 1 按变换环节分类 变频器的功能就是将频率、电压都固定的交流电源变成频率、电压都连续可调的三相交流电源。按照变换环节有无直流环节可以分为交-交变频器和交-直-交变频器。 (1)交-直-交变频器的各种结构 交-直-交变频器的主电路可以分为以下几部分: 1、整流电路——交-直部分

整流电路通常由二极管或可控硅构成的桥式电路组成。根据输入电源的不同,分为单相桥式整流电路和三相桥式整流电路。我国常用的小功率的变频器多数为单相220V 输入,较大功率的变频器多数为三相380V (线电压)输入。 2、中间环节——滤波电路 根据贮能元件不同,可分为电容滤波和电感滤波两种。由于电容两端的电压不能突变,流过电感的电流不能突变,所以用电容滤波就构成电压源型变频器,用电感滤波就构成电流源型变频器。 3、逆变电路——直-交部分 逆变电路是交-直-交变频器的核心部分,其中6个三极管按其导通顺序分别用 VT1~VT6表示,与三极管反向并联的二极管起续流作用。 逆变电路的输出电压为阶梯波,虽然不是正弦波,却是彼此相差120°的交流电压,即实现了从直流电到交流电的逆变。输出电压的频率取决于逆变器开关器件的切换频率,达到了变频的目的。 实际逆变电路除了基本元件三极管和续流二极管外,还有保护半导体元件的缓冲电路,三极管也可以用门极可关断晶闸管代替。 (2)交-交变频器 单相输出交-交变频电路的原理框图,电路由P (正)组和N (负)组反并联的晶闸管变流电路构成,两组变流电路接在同一个交流电源,Z 为负载。 变频器的主电路 三 相电

交-交变频器结构图 交-交变频器的特点为: 1) 因为是直接变换,没有中间环节,所以比一般的变频器效率要高。 2) 由于其交流输出电压是直接由交流输入电压波的某些部分包络所构成,因而其输出频率比输入交流电源的频率低得多,输出波形较好。 3) 由于输出上限频率不高于电网频率的1/3~1/2,因受电网频率限制,通常输出电压的频率较低。 4)交-交变频电路采用的是相位控制方式,因此其输入电流的相位总是滞后于输入电压,需要电网提供无功功率。功率因数较低,特别是在低速运行时更低,需要适当补偿。 2. 按直流电源的性质分类 (1)电流型 优点:当电动机处于再生发电状态时,回馈到直流侧的再生电能可以方便地回馈到交流电网,不需在主电路内附加任何设备,只要利用网侧的不可逆变流器改变其输出电压极性(控制角α>90°)即可。 (2)电压型 特点:中间直流环节的储能元件采用大电容,负载的无功功率将由它来缓冲。由于大电容的作用,主电路直流电压UD比较平稳,电动机端的电压为方波或阶梯波。直流电源内阻比较小,相当于电压源,故称为电压源型变频器或电压型变频器。

电流和电压信号的传输和处理

电流和电压信号的传输和处理 电流和电压输出信号有什么不同,选择哪一种好?流量仪表,温度仪表,压力仪表,液位仪表通常都采用4-20MA电流信号输出,下面我们先来介绍一下什么是电压,什么是电流。 电压:也称作电势差或电位差,是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功,电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的国际单位制为伏特(V),常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(μV)、千伏(kV)等。 电流:是指电荷的定向移动。电源的电动势形成了电压,继而产生了电场力,在电场力的作用下,处于电场内的电荷发生定向移动,形成了电流。电流的大小称为电流强度(简称电流,符号为I),是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量,每秒通过1库仑的电量称为1「安培」(A)。安培是国际单位制中所有电性的基本单位。除了A,常用的单位有毫安(mA)、微安(μA) 。 电流和电压输出信号有什么不同,选择哪一种好?在单片机控制的许多应用场合,都要使用变送器来将单片机不能直接测量的信号转换成单片机可以处理的电模拟信号,如电流变送器,压力变送器、温度变送器、流量变送器等。早期的变送器大多为电压输出型,即将测量信号转换为0-5V电压输出,这是运放直接输出,信号功率<0.05W,通过模拟/数字转换电路转换数字信号供单片机读取、控制。但在信号需要远距离传输或使用环境中电网干扰较大的场合,电压输出型传感器的使用受到了极大限制,暴露了抗干扰能力较差,线路损耗破坏了精度等等等缺点,而两线制电流输出型变送器以其具有极高的抗干扰能力得到了广泛应用。电压输出型变送器抗干扰能力极差,线路损耗的破坏,谈不上精度有多高,有时输出的直流电压上还叠加有交流成分,使单片机产生误判断,控制出现错误,严重时还会损坏设备,输出0-5V绝对不能远传,远传后线路压降大,精确度大打折扣。现在很多的ADC,PLC,DCS的输入信号端口都作成两线制电流输出型变送器4-20mA的,证明了电压输出型变送器被淘汰的必然趋势。 电流和电压输出信号有什么不同,选择哪一种好?电流输出型变送器的输出范围 常用的有0~20mA及4~20mA两种,电流变送器输出最小电流及最大电流时,分别代表电流变送器所标定的最小及最大额定输出值。下面以测量范围为以0~100A的电流变送器为例进行叙述。对于输出0~20mA的变送器0mA 电流对应输入0A值,输出4~20mA的变送器4mA电流对应输入0A值,两 类传感器的20mA电流都对应100A值。对于输出0~20mA的变送器,在 电路设计上我们只需选择合适的降压电阻,在A/D转换器输入接口直接将电阻

变频器电压电流典型检测方法

变频器电压电流典型检测方法 1.前言 变频器最主要的特点是具有高效率的驱动性能及良好的控制特性。简单地说变频器是通过改变电机输入电压的频率来改变电机转速的。从电机的转速公式可以看出,调节电机输入电压的频率f,即可改变电机的转速n。目前几乎所有的低压变频器均采用图1所示主电路拓扑结构。 部分1为整流器,作用是把交流电变为直流电,部分2为无功缓冲直流环节,在此部分可以采用电容作为缓冲元件,也可用电感作为缓冲元件。部分3是逆变器部分,作用是把直流电变为频率可调整的三相交流电。中间环节采用电容器的这种变频器称之为交直交电压型变频器,这种方式是目前通用型变频器广泛应用的主回路拓扑。本文将重点讨论这种结构在电压、电流检测设计中应注意的一些问题。变频器在运行过程中为什么要对电压、电流进行检测呢这就需要从电机的结构和控制特性上说起: ①三相异步电动机的转矩是由电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,严重时将烧毁电机。因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。 ②变频器运行中,过载起动电流为额定电流的~倍;过流保护为额定电流的~3倍(根据不同性质的负载要求选择不同的过流保护点);另外还有电流闭环无跳闸、失速防止等功能都与变频器运行过程中的电流有关。 ③为了改善变频器的输出特性,需要对变频器进行死区补偿,几种常用的死区补偿方法均需检测输出电流。 ④电动机在运转中如果降低指令频率过快,则电动状态将变为发电状态运行,再生出来的能量贮积在变频器的直流电容器中,由于电容器的容量和耐压的关系,就需要对电压进行及时、准确地检测,给变频器提供准确、可靠的信息,使变频器在过压时进行及时、有效的保护处理。同时变频器上电过程、下电过程都需要判断当前直流母线电压的状态来判断程序下一步的动作。 鉴于电压、电流检测的重要性,在变频器设计中采用对电压、电流进行准确、有效检测的方法是十分必要的。 2.在线测量电压的几种方案设计 变频器的过电压或欠电压集中表现在直流母线的电压值上。正常情况下,变频器直流电压为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算,则平均直流电压。在过电压发生时,直流母线的储能电容将被充电,主电路内的逆变器件、整流器件以及滤波电容等都可能受到损害,当电压上升至约800V左右时,变频器过电压保护功能动作;另外变频器发生欠压时(350V左右)也不能正常工作。对变频器而言,有一个正常的工作电压范围,当电压超过或低于这个范围时均可能损坏变频器,因此,必须在线检测母线电压,常用的电压检测方案有三种。 1)变压器方案 图2中,P为直流母线电压正(+),N为直流母线电压负(-)。 变频器控制回路的电源电压一般采用开关电源的方式来获得,利用开关变压器的特点,在副边增加一组绕组N4(匝数根据实际电路参数决定)作为母线电压的采样输出,开关变压器的原边电压为母线电压,而副边输出电压随着原边输入电压的变化而线性地发生变化,这样既能起到强弱电隔离作用又能起到降压作用,把此采样信号经过处理可以送到DSP内进行A/D采样实现各种保护工作。 2)线性光耦方案

电压频率与频率电压转换电路

电压频率与频率电压 转换电路 2011年8月24日

目录: 摘要: (2) Abstract: (2) 一、设计方案 (3) (一)、电压频率转换电路 (3) 1.基于555定时器的电压频率转换: (3) 2.基于LM331的电压频率转换: (4) (二)、频率电压转换电路 (5) 1.基于LM2907的频率电压转换: (5) 2.基于LM331的频率电压转换 (5) 二、主体电路设计 (8) 三、电路安装 (9) (一)、电压频率转换电路 (9) (二)、频率电压转换电路 (10) 四、系统调试: (10) (一)VFC: (10) (二)FVC: (11) 1

摘要: 本系统利用了LM331的原理及性能设计了频率电压以及电压频率转换电路,实现了0Hz--10kHz频率与0—10V电压的相互转换,电路简单,转换结果线性度好。 关键字:LM331 频率电压转换滤波 Abstract: The system uses the principle and characteristic of LM331 to design the frequency-to-voltage and the voltage-to- frequency conversion circuits, realizes the frequency of 0Hz--10kHz and the voltage of 0 - 10V’s transformation , the circuits are simple and result have good linearity. Key-word: LM331 frequency voltage transformation filter 2

电流-电压变换电路.

电流/电压转换电路 一.实验目的 掌握工业控制中标准电流信号转换成电压信号的电流/电压变换器的设计与调试。二.实验原理 在工业控制中各类传感器常输出标准电流信号4~20mA,为此,常要先将其转换成±10V ;的电压信号,以便送给各类设备进行处理。这种转换电路以4mA 为满量程的0%对应-10V ;12mA 为50%对应0V ;20mA 为100%对应+10V。参考电路见图3-20-1所示。 O 图3-20-1 电流/电压变换电路 图中A 1运放采用差动输入,其转换电压用电阻R 1两端接电流环两端,阻值用500Ω,可由二只1K Ω电阻并联实现。这样输入电流4mA 对应电压2V ,输入

电流20mA 对应电压10V 。A 1设计增益为1,对应输出电压为-2V~-10V。故要求电阻R 2,R 3,R 4和R 5+RW 阻值相等。这里选R 2=R3=R4=10KΩ;选R 5=9.1K?,R W1=2KΩ。R w1是用于调整由于电阻元件不对称造成的误差,使输出电压对应在-2V~-10V。变化范围为-2-(-10)=8V. 而最终输出应为-10V~+10V,变化范围10V-(-10V=20V,故A 2级增益为20V/8V=2.5倍,又输入电流为12mA 时,A 1输出电压为-12mA×0.5mA=-6V. 此时要求A 2输出为0V 。故在A 2反相输入端加入一个+6V的直流电压,使 A2输出为0。A 2运放采用反相加法器,增益为2.5倍。取R 6=R7=10K?,R 9=22K?,R W2=5K?,R 8=R6//R7//R9=4K?,取标称值R 8=3.9K?。 反相加法器引入电压为6V ,通过稳压管经电阻分压取得。稳压管可选稳定电压介于6~8V间的系列。这里取6V2,稳定电压为6.2V 。工作电流定在5mA 左右。电位器电流控制在1~2mA左右。这里I RW3=6.2V/2K=3.1mA。则有(12V-VZ )/R10=IZ +IRW3 故 R 10= 12V V Z 126. 2 ==0. 71K ? I Z +I RW 35+3. 1 取标称值R 10=750?. 式中12V 为电路工作电压。 R W2用于设置改变增益或变换的斜率(4mA为-10V ,20mA 为+10,通过调整R W2使变换电路输出满足设计要求。三.设计任务 1.预习要求 熟悉有关运放的各类应用电路,按设计要求写出设计过程和调试过程及步骤。2.设计要求

各种电压电流采样电路设计

常用采样电路设计方案比较 配电网静态同步补偿器(DSTATCOM)系统总体硬件结构框图如图2-1所示。由图2-1可知DSTATCOM的系统硬件大致可以分成三部分,即主电路部分、控制电路部分、以及介于主电路和控制电路之间的检测与驱动电路。其中采样电路包括3路交流电压、6路交流电流、2路直流电压和2路直流电流、电网电压同步信号。3路交流电压采样电路即采样电网三相电压信号;6路交流电流采样电路分别为电网侧三相电流和补偿侧三相电流的电流采样信号;2路直流电压和2路直流电流的采样电路DSTATCOM的桥式换流电路的直流侧电压信号和电流信号;电网电压同步信号采样电路即电网电压同步信号。 信号调 理TMS320 LF2407A DSP 键盘显示 电路电压电流信号驱动电路保护电路 控制电路检测与驱动 电路主电路 图2-1 DSTATCOM系统总体硬件结构框图 1.1常用电网电压同步采样电路及其特点 1.1.1 常用电网电压采样电路1 从D-STATCOM的工作原理可知,当逆变器的输出电压矢量与电网电压矢量幅值大小相等,方向相同时,连接电抗器内没有电流流动,而D-STATCOM 工作在感性或容性状态都可由调节以上两矢量的夹角来进行控制,因此,逆变器输出的电压矢量的幅值及方向的调节都是以电网电压的幅值和方向作为参考的,因此,系统电压与电网电压的同步问题就显得尤为重要。

图2-2 同步信号产生电路1 从图2-2所示同步电路由三部分组成,第一部分是由电阻、电容组成的RC滤波环节,为减小系统与电网的相位误差,该滤波环节的时间常数应远小于系统的输出频率,即该误差可忽略不计。其中R5=1K ,C4=15pF,则时间常数错误!未找到引用源。<

变频器中的频率、电压、转速、电流、功率的关系

步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,严重时将烧毁电机。因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。 频率下降时电压V也成比例下降,这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的,通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性,可以用开关或标度盘进行选择。 频率下降时完全成比例地降低电压,那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变,将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此,在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f 模式或调整电位器等方法。 一、引言随着变频调速技术的发展,变频器调速已成为交流调速的主流,在化纤、纺织、钢铁、机械、造纸等行业得到广泛的应用。由于通用变频器一般采用V/f控制,即变压变频(VVVF)方式调速,因此,变频器在使用前正确地设定其压频比,对保证变频器的正常工作至关重要。变频器的压频比由变频器的基准电压与基准频率两项功能参数的比值决定,即基准电压/基准频率=压频比。基准电压与基准频率参数的设定,不仅与电动机的额定电压与额定频率有关(电机的压频比为电机的额定电压与额定频率之比),而且还必须考虑负载的机械特性。对于普通异步电机在一般调速应用时,其基准电压与基准频率按出厂值设定(基准电压380V,基准频率50Hz),即满足使用要求。但对于某些行业使用的较特殊的电机,就必须根据实际情况重新设定基准电压与基准频率的参数。由于变频器使用说明书以及有关书籍中没有对这两个参数作详细介绍,因此正确的设定该参数对于不少使用者来说,并非很

几个常用的电压电流转换电路

I/V转换电路设计1、在实际应用中,对于不存在共模干扰的电流输入信号,可以直接利用一个精密的线绕电阻,实现电流/电压的变换,若精密电阻R1+Rw=500Ω,可实现0-10mA/0-5V的I/V变换,若精密电阻R1+Rw=250Ω,可实现4-20mA/1-5V的I/V变换。图中R,C组成低通滤波器,抑制高频干扰,Rw用于调整输出的电压范围,电流输入端加一稳压二极管。 电路图如下所示: 输出电压为: Vo=Ii?(R1+Rw)(Rw可以调节输出电压范围) 缺点是:输出电压随负载的变化而变化,使得输入电流与输出电压之间没有固定的比例关系。 优点是:电路简单,适用于负载变化不大的场合, 2、由运算放大器组成的I/V转换电路 原理: 先将输入电流经过一个电阻(高精度、热稳定性好)使其产生一个电压,在将电压经过一个电压跟随器(或放大器),将输入、输出隔离开来,使其负载不能影响电流在电阻上产生的电压。然后经一个电压跟随器(或放大器)输出。C1滤除高频干扰,应为pf级电容。 电路图如下所示:

输出电压为: Vo=Ii?R4?(1+(R3+Rw) R1 ) 注释:通过调节Rw可以调节放大倍数。 优点:负载不影响转换关系,但输入电压受提供芯片电压的影响即有输出电压上限值。 要求:电流输入信号Ii是从运算放大器A1的同相输入端输入的,因此要求选用具有较高共模抑制比的运算放大器,例如,OP-07、OP-27等。R4为高精度、热稳定性较好的电阻。 V/I转换电路设计 原理: 1、V I 变换电路的基本原理: 最简单的VI变换电路就是一只电阻,根据欧姆定律:Io=Ui R ,如果保证电阻不变,输出电流与输入电压成正比。但是,我们很快发现这样的电路无法实用,一方面接入负载后,由于不可避免负载电阻的存在,式中的R发生了变化,输出电流也发生了变化;另一方面,需要输入信号提供相应的电流,在某些场合无法满足这种需要。 1 、基于运算放大器的基本VI变换电路为了保证负载电阻不影响电压/电流的变换关系,需要对电路进行调整,如图1是基于运算放大器的基本VI变换电路。利用运算放大器的“虚短”概念可知U-=U+=0;因此流过Ri的电流: Ii=Ui R

电压信号与电流信号的区别

电压信号与电流信号的区别 工业上通常用电压0…5(10)V 或电流0(4)…20mA 作为模拟信号传输的方法,也是被程控机经常采用的一种方法。那么电压和电流的传输方式有什么不同,什么时候采用什么方法,下面将对此进行简要介绍。 电压信号传输比如0…5(10)V如果一个模拟电压信号从发送点通过长的电缆传输到接收点,那么信号可能很容易失真。原因是电压信号经过发送电路的输出阻抗,电缆的电阻以及接触电阻形成了电压降损失。由此造成的传输误差就是接收电路的输入偏置电流乘以上述各个电阻的和。 如果信号接收电路的输入阻抗是高阻的,那么由上述的电阻引起的传输误差就足够小,这些电阻也就可以忽略不计。要求不增加信号发送方的费用又要所提及的电阻可忽略,就要求信号接收电路有一个高的输入阻抗。如果用运算放大器OP 来做接收方的输入放大器,就要考虑到此类放大器的输入阻抗通常是小于电流回路的综合特性 - 简单的使用:如果信号发送电路和相联接的其他电路的工作电流保持常数不变,那么该工作电流和信号电流就可以通过同一根电缆来传输。人们只需用一个负载取样电阻,而电流在负载电阻上的电压降就可以作为有用的信号。当然

还应该注意工作电压要足够高,以满足电流回路里所需要的电压降。 - 低廉的成本:与数字信号传输需要一个AD 转换,一个单片机和一个合适的驱动电路相比,用简单的电流回路方法,人们只需要一条电缆,一个负载电阻和一个测量电压表。特别当对测量精度要求高的时候,二者产品成本的差别就更加明显了。 - 错误诊断:4-20mA 电流信号传输的优点除了传输距离远和抗干扰能力强外,还会自动提供出错信息。在一个经过校准的系统输出零信号时(输出端为电流4mA),如果接收到的信号大于零毫安而小于 4 毫安时,就说明此时系统一定有问题。如果接收到的电流信号为零,那么一定是电缆断了或者信号接收方面出了问题。如果电流信号超过20mA 就意味着输入端方面的信号过载或者信号接收方面有问题。 - 长距离传输:传输距离与发送信号端的驱动能力和电缆的电阻以及接收端的测量电阻(负载电阻)有关。如果在信号传输的电缆中也要安装测量仪表,那么负载电阻还应该考虑到测量仪表的输入阻抗和监测记录仪表的输入阻抗。这些仪表常常因为成本低廉和无需外加电源而与集成电路一样共同连接在电流回路中并从4mA 中直接获得工作电源。因此在电路设计时要考虑到电流源回路的带载能力。 理论上讲,内阻抗无穷大,能够输出一定电流信号的电

4-20mA电流信号转成0-5V电压信号

LM324组成的4-20mA输入/5V输出的I/V转换电路 解决上面问题的简单方法是在单片机输入之前配置一个由运算放大器组成的缓冲处理电路,见图2。 增加这级运算放大器可以起到对零点的处理会变得更加方便,无需耗用单片机的内部资源,尤其单片机是采用A/D接口来接受这种零点信号不为零电压的输入时,可以保证A/D转换位数的资源能够全部应用于有用信号上。 以4~20mA 例,图中的RA0是电流取样电阻,其值的大小主要受传感变送器供电电压的制约,当前级采用24V供电时,RA0经常会使用500Ω的阻值,对应20mA 的时候,转换电压为10V,如果仅仅需要最大转换电压为5V,可以取RA0=250Ω。这时候,传感变送器的供电只要12V就够用了。因为即使传送距离达到1000米,RA0最多也就几百Ω而已。□ォ<。)#)))≦ 同时,线路输入与主电路的隔离作用,尤其是主电路为单片机系统的时候,这个隔离级还可以起到保护单片机系统的作用。 图2 采用的是廉价运放LM324,其对零点的处理是在反相输入端上加入一个调整电压,其大小恰好为输入4mA时在RAO上的压降。有了运算放大器,还使得 RAO的取值可以更加小,因为这时信号电压不够大的部分可以通过配置运放的放大倍数来补足。这样,就可以真正把4~20mA电流转换成为0~5V电压了。 使用运算放大器也会带来一些麻烦,尤其在注重低成本的时候,选择的运放

往往是最最廉价的,运放的失调与漂移,以及因为运放的供电与单片机电路供电的稳定性,电源电压是否可以保证足够稳定,运放的输入阻抗是否对信号有分流影响,以及运放是否在整个信号范围内放大特性平坦,如此等等,造成这种廉价电路的实际效果不如人意。 而最大的不如人意之处还是在零点抵消电路上,随着信号电流的变化,运放的反相端的电压总是会与零点调整电压发生矛盾,就是这个零点电压也在随着运放输出的变化而变化,只不过由于有了信号有用电压的存在,而在结果中不容易区分而已。这种现象最容易造成非线性加大。虽然可以在单片机里采用软件校正来纠正,但是,就具体措施而言,这样做需要增加编程人员不少的工作量,而且需要多点采集数据来应对。

电压型逆变器电流型逆变器的区别

论文摘要:在电机漏感上减小的情况下,可以相应地降低功率半导体器件的耐压要求,为了减小换流时间以提高逆变器的运行频率,也要求降低电动机的总漏感上。 下述问题涉及电流型逆变器内部结构,以串联二极管式电流型逆变器为讨论对象。对异步电动机的从逆变器元件的选择对电机参数的要求。 串联二极管式电流型逆变器的品闸管和隔离二极管可以确定耐压值。可以看到,在电机漏感上减小的情况下,可以相应地降低功率半导体器件的耐压要求。另外,二极管换流阶段的持续时间可确定。为了减小换流时间以提高逆变器的运行频率,也要求降低电动机的总漏感上。因而,电流型逆变器要求异步电动机有尽可能小的漏感上。这一点正好与电压型逆变器对异步电动机的要求相反。在功率半导体器件耐压已知的情况下,应合理地选择电动机,以减小换流电容器的电容量。 从电动机运行的安全可靠性对电动机材料的要求,电动机在电流型逆变器供电的运行过程中,由干每次换流在电压波形中产生尖峰。这个尖峰在数值上等于I,差加千正线电势波形之上。因此,电动机在运行过程中实际承受的最高电压,于电动机额定线电压的峰值。为了电动机安全地运行,应适当加强其绝缘。由于电流矩形波对电动机供电在电动机内造成谐波损耗,逆变器在高于50赫的情况下运行时,电动机的损坏也有所增加。为了不致因电机效率过低和温升过高造电动机过热而损坏,应适当降低电动机铜铁材料的电负荷。在运行频率较高的情况下,应注意降低电动机的机械损耗和铁耗。 起动转矩和避免机振对电动机结构的要求。电动机低频起动时,起动转矩的平均值和转矩的波动率。起动转矩在某频率时具有最大值。它取决于电动机参数。当频率低于出现最大起动转矩的数值时,转矩的波动率急剧增加。因此,应根据运行要求和特性等决定最佳起动频率或电动机参数。此外,即使在逆变器对电动机供电的正常运行情况下,转矩波形中也含有六倍于逆变器输出频率的脉动转矩。为了避免这种脉动转矩造成的机械系统谐振,应使机械系统的谐振频率与逆变器运行频率范围的六倍相互错开。 对于功率半导体器件的要求。在串联二极管式电流型逆变器中,在触发一个晶闸管,用电容电压关断另一晶闸管以后争由恒流对电容器反向充电。由于电容电压过零需要一段时间,这就保证被关断晶闸管有较长的承受反压的时间。如果说,电压型逆变器对于晶闸管元件的关断时间有较高的要求(郎要求使用快速晶闸管),那末电流型逆变器由于承受反压的时间较长,因而可以使用普通晶闸管元件。在换流过程中以谐振造成了电压尖峰,因此要求晶闸管元件和隔离二雌有较高的耐压值。 换流浪涌电压吸收回路。在正弦电势波形上迭加的尖峰电压,是由于换流过程中电动机释放漏感贮能所产生的。特别是在运行频率较高的场合,在为了缩短换流时间而选择较小的换流电容值的情况下,换流浪涌过电压就更加严重。浪涌电压将直接威胁功率半导体器件和电动机的安全运行。为了减小这种影响,可以在逆变器输出端,与负载电动机并联一个换流浪涌电压吸收回路(也称为电压箝位器),如采用电压箝位器以后,逆变器的输出电压和输出电流波形如逆变器输出电压的尖峰可以限制在正弦电势峰值的(11~12)倍以内。有源逆变器型式,可以使箝位电压保持一定。 逆变器运行的可靠性问题。在逆变器的直流侧设有乎波大电感上,在电流闭环的作用下,可以有效地限制故障电流,即使在逆变器换流失败或短路的情况下,也不会造成大电流而损坏元件,因此,电流型逆变器的卫作是可靠的。 能够实现电能再生。在电动机降频减速时,系统能自动地运行于再生状态,可把机械能有效地转变为电能,并缩短电动机的减速时间。此时,逆变器与整流器直流侧电压的极性反号,而电流的流向保持不变,功率由电动机经逆变器和整流器流向交流电源,实现再生制动。因此,电流型逆变器能够方便地实现四象限运行,其动态特性好,容易满足快速及可逆系统的要求。 使用电流型逆变器除了用于要求电变频调速的系统以外,近年来在下述两个方面受到较大的关注。(1)用于泵、风机、增压机等机械的节能。过去这些机械常用恒频的交流电机拖动,在流量、压力要求变化时,用调节阀门的蘐芸方法以满足要求。这样,就白白地浪费了大量的电能。电流型逆变器因有许

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