在通用變頻器中，檢測電路的主要作用是將變頻器和電動機的工作狀態反饋至微處理器，并由微處理器按照規定的算法處理后為各部分電路提供控制信號或保護信號，以達到控制變頻器輸出和保護變頻器及電動機的目的。檢測電路主要包括直流電壓檢測電路、電流檢測電路、輸出電壓檢測電路、給變頻器和電動機提供電子熱保護所需要的溫度檢測電路等。而在矢量控制變頻器中還包括速度檢測電路、磁通檢測電路等。控制系統反饋量檢測的精確程度，很大程度上決定了控制系統的品質。測量精度的提高將提高整個系統的控制性能。因此檢測電路是變頻調速系統的重要組成部分，它相當于系統的1艮睛和觸覺“檢測與保護電路設計的合理與否，直接關系到系統運行的可靠性和控制精度。

　　2變頻器常用的檢測方法和器件1電流檢測方法變頻器電流檢測信號可以用于電機的轉矩和電流控制以及過流保護。其檢測方法主要有直接串聯取樣電阻法，電流互感器法和霍爾傳感器法。

　　所示是霍爾傳感器磁場平衡測量方式，ip為被測電流，Is為輸出電流。霍爾傳感器具有精度高、線性好、頻帶寬、響應快、過載能力強和測量電路無損耗等優點，已成為電流檢測的主力。

　　2.2電壓檢測方法變頻器電壓檢測信號可以用于輸出轉矩和電壓控制以及過壓、欠壓保護信號。電壓信號的檢測可用電阻分壓、電壓互感器、線性光耦或霍爾傳感器等方法。前兩者比較常見，霍爾電壓傳感器的原理與電流型的類似，如所示，在此不贅述。這里重點介紹線性光耦法。

　　在小功率變頻器中，米用霍爾傳感器的成本相對昂貴，采用高性能光耦則可降低成本。像HP公司生產的HCNR200/201等具有很高的線性度和靈敏度，可精確地傳送電壓信號。是用HCNR200/201測量電壓的實際電路，光耦實際上起直流變壓器的作用。原、副邊運放分別采用LM2904和OP07.在測量直流高壓時，應先采用電阻分壓降壓，以得到一個未經隔離的低壓直流信號，然后經過線性光耦隔離將其變換成與之成正比的直流電壓送入A/D轉換測量。另外，完全可以利用光耦的線性和隔離功能結合直接串聯分流器測量電流。當然線性光耦也可測量交流電壓，這在變頻器中用的非常普遍，如日本的Sanken，Fuji等公司都是用的這種方法。

　　3轉速檢測方法變頻器的主要應用領域是電氣傳動系統，為實現諸如矢量控制的高性能控制。系統中常常需要檢測電機的轉速，主要有測速機和光電編碼器兩種方法，后者測量精度很高，且不受外部的影響，應用十分廣泛。

　　3變頻器常用檢測與保護電路保護電路是變頻器安全可靠運行的生命線“其主要作用是檢測信號判斷變頻器本身或系統是否出現了異常。保護電路的主要任務是完成瞬時過電流、對地短路、過電壓、欠電壓、變頻器過載、散熱片過熱、控制電路異常等多種保護。下面將介紹一種變頻器檢測與保護電路。

　　3.1常用電流檢測過流保護電路變頻器驅動的負載一電動機不同于其它負載（如電熱爐、電解、電鍍等），它是將電能轉換為機械能的裝置，既有電氣行為又有機械旋轉運動，電機起動帶來的電氣和機械沖擊問題歷來是工程師們關注的焦點，無論是電氣絕緣破損還是機械故障都可能使變頻器因過電流而損壞，過電流故障從來就是變頻器比較常見的故障，也是損壞變頻器比較主要的原因。輸出短路、電機繞組破損、機械負載堵轉、電機加速過快、開關器件失效、干擾造成的誤導通等都能導致變頻器過電流。

　　過流保護比較簡單的方法是熔斷器保護法，但這種保護動作慢，不能實現快速保護，尤其是不能直接保護IGBT、MOSFET等熔通達時間小的高性能器件。因此須配置電子式保護電路，其結構組成主要包括電流檢測、過流處理和封鎖開關管脈沖等幾個部分。

　　所示為Fuji公司設計的變頻器電流檢測及過流保護電路。其工作原理如下。U，V兩相電流檢測信號來自輸出端的霍爾傳感器，經首級運放Af>和A5放大20倍后送入二級運放A8和A7.這兩相電流通過A9疊加獲得W相電流信號。每一相電流輸出到兩個比較器，比較器正反相輸入端的常時其對應的電壓在±10V之間，6個比較器相與后輸出為1，此信號經三極管反相后送入由多諧振蕩器D4528組成的單穩態觸發器，-Q輸出為0，比較器An，A1S輸出信號也應為0，保護電路不動變頻器常用的電流檢測及過流保護電路來自輸出*爾電流傳感器作。

　　一旦過流，比較器相與后輸出信號為0，D4528的輸入信號（5腳）為1，其輸出經單穩延時后才變為1，通過三極管VT2放大后去關閉IGBT的驅動信號并通知CPU發出過電流報警信號。單穩態觸發器的作用是避免一些干擾信號或瞬間尖峰電流造成的保護電路誤動作，以保證變頻器正常工作。

　　3.2電壓檢測與保護電路2.1變頻器直流側電壓檢測與保護電路盡管我們經常假設變頻器直流側電壓是不變的，但事實上它一直是波動的。交流電網電壓的波動、負載瞬變、整流器功率器件的斷續導電、或者輸入電源缺相等等都會引起直流電壓變化。實際上，無論是對主電路器件及電動機的保護，還是對直流側和交流輸出電壓的計量和顯示，乃至高性能控制策略的實施都經常需要直流電壓的瞬時值設計直流電壓檢測電路非常重要。變頻器直流側電壓的檢測可采用電阻分壓、電壓互感器、線性光耦或霍爾元件等。

　　3.2.1.1基于線性光耦的電壓檢測與保護電路所示為基于線性光耦的電壓檢測與保護電路，它具有直流電壓實時檢測和過壓欠壓保護以及制動單元起停等功能，并為控制電路和顯示電路提供信號。直流側電壓采用電阻進行分壓降壓，經過線性光耦TLP559隔離變換后經邏輯比較和線性運算電路處理輸出與上述4種功能對應的信號。

　　作，降至750V時恢復，M點的電壓通過與比較器IC122B電壓比較，得到過壓信號。同樣，設Ud降至400V時欠壓保護動作，再升至460V恢復，M點的電壓通過與比較器IC122A電壓比較，得到欠壓信號。過壓或欠壓送故障處理單元和數字顯示電路。

　　或有效值。例如近年來人們己經發現性能優越的矢量控制對直流側電壓和負載的擾動十分靈敏，當裝置運行在弱磁條件下時，直流側電壓的降低可能導致電流失控和失去磁場的方位，幾乎所有的解決方案都需要精密檢測直流電壓，因此合理由于直流側電壓很高，測量范圍上限一般定為850V，若測量范圍定為0850V，因受A/D轉換器位數的限制，則測量和顯示分辨率低。因此在電路中設IC121C減法電路，縮小測量范圍，提高分辨率。

　　是日本Fuji公司設計的變頻器基于電阻電壓（約540600V）經R6，R62分壓后，分別送至分壓法的欠壓和過壓保護電路。4個比較器AiA4的正相輸入端與4個電壓比較，以完成過壓和欠壓保護并通知CPU發出相應的報警信號。

　　比較器電壓取自電阻R51R57組成的分壓器，10V標準電壓經電阻分壓后取出4個不同的電壓分別送至4個比較器的反相輸入端，比較器的輸出信號經光耦隔離、阻容濾波之后再經施密特反向器關閉IGBT，同時送CPU進行處理。

　　正常狀態下，電壓取樣值（3V左右）處于B點和C點的電位之間，比較器Al，A2輸出0；A3，A4輸出1.經過隔離、濾波、反向處理，比較終的輸出在中由上到下為0011，這是正常工作信號。B，C間的電壓范圍較大，當交流電源電壓在300460V間變化時，變頻器正常工作。一旦交流電源電壓高于460V，電壓取樣隨即高于B點電壓，位于A，B電位之間，Ai輸出0；A2，A3，A4輸出1，電路輸出過壓信號0111；而當電源電壓降至300V以下，電壓取樣立即低于C點電壓，處于電位之間，A1，A2，A3輸出0；A4輸出1，此時電路輸出欠壓信號0001.變頻器便發出過壓或欠壓預報警信號，并按預定的控制順序關機。

　　3.2.2變頻器輸出電壓檢測電路變頻器輸出交流電壓的控制與檢測也是至關重要的。特別是目前引人注目的無速度傳感器矢量控制算法，要求必須精確測量輸出電壓。而變頻器輸出的SPWM脈沖，不但頻率和脈沖寬度是變化的，而且其電壓的幅值也是波動的，實際上，無論是高性能矢量控制策略，還是一般的測量和顯示都需要精確輸出電壓瞬時值或有效值。

　　采用高速數字光耦是一種測量變頻器交流輸出電壓的簡單而有效的方法。高速數字光耦6N136，6N137，HCPL3120，PC900V等具有體積小、壽命長、抗干擾性強、隔離電壓高、高速度、與TTL電平兼容等優點，在數據信號處理和信號傳輸中應用十分廣泛，可用來檢測變頻器交流輸出電壓。

　　利用光耦6N137和電阻降壓電路采集逆變器U，V，W三相輸出對直流環節負極N的電壓信號，這樣三相信號都變為單極性SPWM電壓脈沖，便于與單向光耦匹配。單極性SPWM脈沖電壓經小電容濾波后便成為如所示的比較平滑的正弦半波信號，它反映了逆變器交流電壓（半波）的瞬時值，然后送相應的CPU或ASIC處理，根據需要既可以得到電壓的瞬時值，也可以計算出電壓的有效值。以滿足控制和顯示計量的需求。例如，Sanken公司的電壓矢量控制變頻器就是采用這種測量電路，控制效果良好。

　　a⑶濾波前的電壓變頻器輸出對負極N的電壓波形3.3其它檢測與保護電路3.3.1過熱檢測與保護電路變頻器中的每一塊散熱器上都安裝一個熱敏元件，如中所示的PTH1PTH3，有些變頻器在主控板上也安裝一個熱敏元件，如中所示的PTH4.4只熱敏元件串聯后接光耦元件P4.正常狀態下，熱敏元件為常閉觸點，光耦導通輸出信號為0；當散熱片過熱時熱敏元件斷開，光耦截止，輸出信號為1，該信號經RC濾波后去關閉IGBT的驅動信號并通知CPU發出過熱報警信號。

　　過熱檢測電路3.3.2電源缺相和接地故障檢測電路電源缺相和接地故障檢測常用的方法是通過套在輸入輸出端上的電流互感線圈檢測三相電流平衡程度來實現的，如所示。正常時光耦截止輸出為1.當某相電源對地漏電或缺相時，由于三相電流不平衡檢測線圈會感應出電勢，光耦P512導通，發出故障信號。

　　（下轉第29頁）自適應算法仿真4結論本文提出一種用于消除軸輪的偏心導致張力干擾的自適應算法，利用系統的誤差信號來估測干擾信號并抑制其影響。仿真結果證實了該自適應算法能很好地估測干擾信號參數，并有效地抑制準-周期干擾的影響。該種算法可被方便地嵌入到現有的工業控制系統中。