专利名称：相电压检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种相电压的测量电路。尤其涉及一种采用交流采样的相电压 检测电路。
背景技术：
相电压^lt作为后续测量和控制的依据和标准，在很多应用场合都需要用到。 例如，在感应电机矢量控制中需要相电压信息估算定子磁链，在调功电路中需^"检 测相电压的过零点。而在^目三线制中，由于无法获得中性点，所以不能直接^^则 相电压。现有的方法^J^用在^目ii^处接三个电阻做星形连接，得到一个模拟的 中性点，然后测得相电压，但是这种方法产生了额外的功耗，增加了故障点，增加 了成本，且电阻的精度对相电压的精度有很大的影响。
此外，相电压与检测电路的参考点一般不同，相电压的参考点为强电地，而检 测电路的参考点一般为数字地。所以，在检测相电压时还涉及参考电平转换及隔离 的问题。为了实现强弱电之间的隔离，现有的方法M用隔离工频变压器将电压降 下来，起到了隔离和降压的双重作用。但是，变压跳积大，在空间要求比较高的 场合不方使J吏用，而且成^M目对较高。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问^i是^""种简单、可靠、精度高的相电^验测电路。
为了解决上述技术问题，本实用新型提^"-种相电/^^则电路。该观財^则电路 包括线电压获取电路和相电压复原电路。
该线电压获取电路由三个减法电路组成，分别为获得线电压Uuv、 Uuw和Uwv 的减法电路；获得线电压Uuv的减法电路包括一个运算放大器Ai、两个第一电阻 R,、两个第二电阻112、 一个第一电容d以及一个第二电容C2，祠—全测的两个相电 压Uu、 Uv分别通过一个第一电阻R,连接到所述运算放大器A!的"+"输入端和"-，， 输入端，并且，第一电容d和第二电阻R2并联后一端连接至所述运算放大器的"+，，输入端， 一端连接至数字地；第二电容C2和第二电阻R2并联后一端连接至所述运 算放大器的"-"输入端， 一端连接至所述运算放大器的的输出；获得线电压Uuw 的减法电路包括一个运算放大器A2、两个第一电阻R,、两个第二电阻R2、 一个第 一电容d以及一个第二电容C2,待检测的两个相电压Uu、 Uw通过第一电阻 分别连接到所述运算放大器A2的"+，，输入端和"-"输入端，并且，第一电容C, 和第二电阻R2并联后一端连接至所述运算;改大器的"+"输/v端， 一端连接至数字 地；第二电容C2和第二电阻R2并耳^一端连接至所述运算放大器的"-，，输入端，. 一端连接至所述运算放大器的的输出；获得线电压Uvw的减法电路包括一个运算放 大器A3、两个第一电阻R，、两个第二电阻R2、 一个第一电容d以及一个第二电容 C2,待检测的两个相电压Uw、 Uv通过第一电阻R,分别连接到所述运算放大器A3 的"+"输入端和"-"输入端，并且，第一电容C,和第二电阻R2并联后一端连接 至所述运算放大器的"+"输入端， 一端连接至数字地；第二电容C2和第二电阻R2 并g—端连接至所述运算放大器的"-"输入端， 一端i^l妄至所ii运算;^大器的的 输出。线电压获取电劇夸待测的电压通过电阻衰减降到一定幅值之后，然后通过适 算放大器组成的差分放大电路来求得线电压，这样，将待检测的相电压信号转^A
具有确定比例关系的线电压输出；并且，对参考点由强电地转换到了数字地，进行 参考电平转换。
该相电压复原电路由三个加减法电路组成，分别为获得相电压UUG、 Uwg和UVG 的加减法电路；获得相电压UuG的加减法电路包括一个运算放大器A4、四个第三电 阻R3;相电压Uuv和Uuw分别通过一个第三电阻R3连接至运算放大器A4的"+，， 输入端；运算放大器At的"-，，输入端经由一个第三电阻R3连接至数字地，同时， 经由另一个第三电阻R3连接至运算放大器At的输出端；获得相电压UWG的加减法 电路包括一个运算放大器A5、四个第三电阻113;相电压U藩和Uwv分别通过一个 第三电阻R3连接至运算放大器As的"+，，输入端和"-"输入端，运算放大器八5的
"+，，输入端同时经由一个第三电阻R3连接至数字地，运算放大器A5的"-"输入
端同时经由一个第三电阻R3连接至运算;故大器As的输出端；获得相电压Uvg的加 减法电路包括一个运算放大器A6、四个第三电阻R; ;相电压Uuv和Uwv分别通过 一个第三电阻R3连接至运算放大器A6的"-"输入端，同时，运算放大器A6的"-，， 输入端经由一个第三电阻R3连接至运算放大器A6的输出端，运算放大器Ae的"+" 输入端经由一个第三电阻R3连接至数字地;相电压复原电糾艮悟线电压获取电路的 输出经过由运算放大电路组成的加减法电路，获得参考点为数字地的相电压。
由于本实用新型的测量电路的整个电路仅由电阻、电^运算放大器组成，电 路简单，成本低；由于没有^5贿技术那样用星型电阻作才對以中性点，所以降低了功耗，减少了故障点，因而性能较为可靠。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，其中:
图1是被测信号等效电路； 图2是线电压获取电路； 图3是相电压复原电路； 图4a是U相输入、输出电压波形； 图4b是V相输入、输出电压波形； 图4c是W相输入、输出电压波形。
务沐实施方式
整个系统以检测电路中的数字地为参考点，根据图l可知
"C/尸=-"尸G
f/附= -"pc (1)
式(1)中UUP、 UVP和UWP分别为待测的U相、V相和w相的相电压， UU、 UV和UW为参考数字地的^目进线电压，UPG为^目进线的中性点对数字 i也的电压。
本实用新型包括图2所示线电压获取电路和图3所示的相电压复原电路。
线电压获取电路首先通过电阻R1， R2将输入电压幅值进行衰减，并通过运算 放大器构成的减法电^1夸三相进线电压转换成线电压。转换关系如下
《 A 《
"w —^)A,w —c/附—t/jA,w — fv)^ 《 A 《
f/肝=( -"r ) V =("附+ G - -) I =("附- )I
(2)
6线电压获取电路不^J 于相电压幅值进行了衰减，还对相电压的参考电平进行了 转换，将其参考地转换到了数字地，以方便后续电路的处理。电路中C,和C2用来 滤除相电压中的谐波和噪声成份。
相电压复原电路将根据线电压Uuv ， Uuw和Uwv的加减处理来重新获得相电压。 利用三相电压的和为零的关系，可得处理方法如下
A 《
= -"W - "盯=(—"f/尸+ "W，—"『尸+ "K尸)= 3 U(/尸
A 《
= — "， = — "FP — "W + "W7) ) 二 3 t^尸
《《 (3)
在系统，可对UUGUVG和UWG进行采样，并在软件中除以相应的倍数来获 得相电压。
由于本实用新型的测量电路既没有^4W技术中那样采用星形连接的电阻来获 得相电压，也也没有采用变压器来进行强弱电隔离，而^J^用结构简单成本低豪的 运算放大器、电阻、电容来组成线电压获取电路和相电压复原电路，准确且经济地 实现了相电压的检测，具有很好的实用价值。
权利要求1. 一种相电压检测电路，其特征在于该电路包括线电压获取电路和相电压复原电路；所述线电压获取电路由三个减法电路组成，分别为获得线电压UUV、UUW和UWV的减法电路；获得线电压UUV的减法电路包括一个运算放大器(A1)、两个第一电阻(R1)、两个第二电阻(R2)、一个第一电容(C1)以及一个第二电容(C2)，待检测的两个相电压(UU、UV)分别通过一个第一电阻(R1)连接到所述运算放大器(A1)的“+”输入端和“-”输入端，并且，第一电容(C1)和第二电阻(R2)并联后一端连接至所述运算放大器的“+”输入端，一端连接至数字地；第二电容(C2)和第二电阻(R2)并联后一端连接至所述运算放大器的“-”输入端，一端连接至所述运算放大器的的输出；获得线电压UUW的减法电路包括一个运算放大器(A2)、两个第一电阻(R1)、两个第二电阻(R2)、一个第一电容(C1)以及一个第二电容(C2)，待检测的两个相电压(UU、UW)通过第一电阻(R1)分别连接到所述运算放大器(A2)的“+”输入端和“-”输入端，并且，第一电容(C1)和第二电阻(R2)并联后一端连接至所述运算放大器的“+”输入端，一端连接至数字地；第二电容(C2)和第二电阻(R2)并联后一端连接至所述运算放大器的“-”输入端，一端连接至所述运算放大器的的输出；获得线电压UWV的减法电路包括一个运算放大器(A3)、两个第一电阻(R1)、两个第二电阻(R2)、一个第一电容(C1)以及一个第二电容(C2)，待检测的两个相电压(UW、UV)通过第一电阻(R1)分别连接到所述运算放大器(A3)的“+”输入端和“-”输入端，并且，第一电容(C1)和第二电阻(R2)并联后一端连接至所述运算放大器的“+”输入端，一端连接至数字地；第二电容(C2)和第二电阻(R2)并联后一端连接至所述运算放大器的“-”输入端，一端连接至所述运算放大器的的输出。
2. 根据权利要求1所述的相电压检测电路，其特征在于所對目电压复原电路 由三个加减法电路组成，分别为获得相电压UuG、 UwG和UvG的加减法电路；获得相电压UUG的加减法电路包括一个运算放大器(At )、四个第三电阻(R3);. 相电压Uuv和Uuw分别通过一个第三电阻(R3)连接至运算放大器(A4)的"+，， 输入端；运算放大器(At)的"-，，输入端经由一个第三电阻(R3)连接至数字地， 同时，经由另一个第三电阻(R3)连接至运算放大器(A4)的输出端；获得相电压UwG的加减法电路包括一个运算放大器(A5)、四个第三电阻(R3); 相电压Uuw和Uwv分别通过一个第三电阻(R3)连接至运算放大器(A5)的"+，， 输入端和"-，，输入端，运算放大器(A5)的"+"输入端同时经由一个第三电阻(R 3)连接至数字地，运算放大器(A5)的"-，，输入端同时经由一个第三电阻(R3) 连接至运算放大器(A5)的输出端；获得相电压UVG的加减法电路包括一个运算放大器(Ag )、四个第三电阻(R3); 相电压Uuv和U群分别通过一个第三电阻(R3)连接至运算放大器(A6)的"-，， 输入端，同时，运算放大器(A6)的"-，，输入端经由一个第三电阻(R3)连接至运 算放大器(A6)的输出端，运算放大器(A6)的"+"输入端经由一个第三电阻(R3) 连接至数字地。
专利摘要本实用新型公开了一种采用交流采样的相电压检测电路，该电路包括线电压获取电路、相电压复原电路；线电压获取电路将待检测的相电压信号转换成具有确定比例关系的线电压输出，并对参考点由强电地转换到了数字地，线电压获取电路由三个减法电路组成，分别为获得线电压U<sub>UV</sub>、U<sub>UW</sub>和U<sub>WV</sub>的减法电路；相电压复原电路根据线电压获取电路的输出经过由运算放大电路组成的加、减法电路获得参考点为数字点的相电压，相电压复原电路由三个加减法电路组成，分别为获得相电压U<sub>UG</sub>、U<sub>WG</sub>和U<sub>VG</sub>的加减法电路。此检测电路仅由电阻、电容和运算放大器组成，电路简单，成本低，使得这种电路具有很好的实用价值。
文档编号G01R19/00GK201285409SQ20082013127
公开日2009年8月5日 申请日期2008年8月7日 优先权日2008年8月7日
发明者泳 于 申请人:黑龙江斯福电气有限公司
专业数控铣床产品供应商
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