在通用变频器中，检测电路的主要作用是将变频器和电动机的工作状态反馈至微处理器，并由微处理器按照规定的算法处理后为各部分电路提供控制信号或保护信号，以达到控制变频器输出和保护变频器及电动机的目的。检测电路主要包括直流电压检测电路、电流检测电路、输出电压检测电路、给变频器和电动机提供电子热保护所需要的温度检测电路等。而在矢量控制变频器中还包括速度检测电路、磁通检测电路等。控制系统反馈量检测的精确程度，很大程度上决定了控制系统的品质。测量精度的提高将提高整个系统的控制性能。因此检测电路是变频调速系统的重要组成部分，它相当于系统的1艮睛和触觉“检测与保护电路设计的合理与否，直接关系到系统运行的可靠性和控制精度。

　　2变频器常用的检测方法和器件1电流检测方法变频器电流检测信号可以用于电机的转矩和电流控制以及过流保护。其检测方法主要有直接串联取样电阻法，电流互感器法和霍尔传感器法。

　　所示是霍尔传感器磁场平衡测量方式，ip为被测电流，Is为输出电流。霍尔传感器具有精度高、线性好、频带宽、响应快、过载能力强和测量电路无损耗等优点，已成为电流检测的主力。

　　2.2电压检测方法变频器电压检测信号可以用于输出转矩和电压控制以及过压、欠压保护信号。电压信号的检测可用电阻分压、电压互感器、线性光耦或霍尔传感器等方法。前两者比较常见，霍尔电压传感器的原理与电流型的类似，如所示，在此不赘述。这里重点介绍线性光耦法。

　　在小功率变频器中，米用霍尔传感器的成本相对昂贵，采用高性能光耦则可降低成本。像HP公司生产的HCNR200/201等具有很高的线性度和灵敏度，可精确地传送电压信号。是用HCNR200/201测量电压的实际电路，光耦实际上起直流变压器的作用。原、副边运放分别采用LM2904和OP07.在测量直流高压时，应先采用电阻分压降压，以得到一个未经隔离的低压直流信号，然后经过线性光耦隔离将其变换成与之成正比的直流电压送入A/D转换测量。另外，完全可以利用光耦的线性和隔离功能结合直接串联分流器测量电流。当然线性光耦也可测量交流电压，这在变频器中用的非常普遍，如日本的Sanken，Fuji等公司都是用的这种方法。

　　3转速检测方法变频器的主要应用领域是电气传动系统，为实现诸如矢量控制的高性能控制。系统中常常需要检测电机的转速，主要有测速机和光电编码器两种方法，后者测量精度很高，且不受外部的影响，应用十分广泛。

　　3变频器常用检测与保护电路保护电路是变频器安全可靠运行的生命线“其主要作用是检测信号判断变频器本身或系统是否出现了异常。保护电路的主要任务是完成瞬时过电流、对地短路、过电压、欠电压、变频器过载、散热片过热、控制电路异常等多种保护。下面将介绍一种变频器检测与保护电路。

　　3.1常用电流检测过流保护电路变频器驱动的负载一电动机不同于其它负载（如电热炉、电解、电镀等），它是将电能转换为机械能的装置，既有电气行为又有机械旋转运动，电机起动带来的电气和机械冲击问题历来是工程师们关注的焦点，无论是电气绝缘破损还是机械故障都可能使变频器因过电流而损坏，过电流故障从来就是变频器比较常见的故障，也是损坏变频器比较主要的原因。输出短路、电机绕组破损、机械负载堵转、电机加速过快、开关器件失效、干扰造成的误导通等都能导致变频器过电流。

　　过流保护比较简单的方法是熔断器保护法，但这种保护动作慢，不能实现快速保护，尤其是不能直接保护IGBT、MOSFET等熔通达时间小的高性能器件。因此须配置电子式保护电路，其结构组成主要包括电流检测、过流处理和封锁开关管脉冲等几个部分。

　　所示为Fuji公司设计的变频器电流检测及过流保护电路。其工作原理如下。U，V两相电流检测信号来自输出端的霍尔传感器，经首级运放Af>和A5放大20倍后送入二级运放A8和A7.这两相电流通过A9叠加获得W相电流信号。每一相电流输出到两个比较器，比较器正反相输入端的常时其对应的电压在±10V之间，6个比较器相与后输出为1，此信号经三极管反相后送入由多谐振荡器D4528组成的单稳态触发器，-Q输出为0，比较器An，A1S输出信号也应为0，保护电路不动变频器常用的电流检测及过流保护电路来自输出*尔电流传感器作。

　　一旦过流，比较器相与后输出信号为0，D4528的输入信号（5脚）为1，其输出经单稳延时后才变为1，通过三极管VT2放大后去关闭IGBT的驱动信号并通知CPU发出过电流报警信号。单稳态触发器的作用是避免一些干扰信号或瞬间尖峰电流造成的保护电路误动作，以保证变频器正常工作。

　　3.2电压检测与保护电路2.1变频器直流侧电压检测与保护电路尽管我们经常假设变频器直流侧电压是不变的，但事实上它一直是波动的。交流电网电压的波动、负载瞬变、整流器功率器件的断续导电、或者输入电源缺相等等都会引起直流电压变化。实际上，无论是对主电路器件及电动机的保护，还是对直流侧和交流输出电压的计量和显示，乃至高性能控制策略的实施都经常需要直流电压的瞬时值设计直流电压检测电路非常重要。变频器直流侧电压的检测可采用电阻分压、电压互感器、线性光耦或霍尔元件等。

　　3.2.1.1基于线性光耦的电压检测与保护电路所示为基于线性光耦的电压检测与保护电路，它具有直流电压实时检测和过压欠压保护以及制动单元起停等功能，并为控制电路和显示电路提供信号。直流侧电压采用电阻进行分压降压，经过线性光耦TLP559隔离变换后经逻辑比较和线性运算电路处理输出与上述4种功能对应的信号。

　　作，降至750V时恢复，M点的电压通过与比较器IC122B电压比较，得到过压信号。同样，设Ud降至400V时欠压保护动作，再升至460V恢复，M点的电压通过与比较器IC122A电压比较，得到欠压信号。过压或欠压送故障处理单元和数字显示电路。

　　或有效值。例如近年来人们己经发现性能优越的矢量控制对直流侧电压和负载的扰动十分灵敏，当装置运行在弱磁条件下时，直流侧电压的降低可能导致电流失控和失去磁场的方位，几乎所有的解决方案都需要精密检测直流电压，因此合理由于直流侧电压很高，测量范围上限一般定为850V，若测量范围定为0850V，因受A/D转换器位数的限制，则测量和显示分辨率低。因此在电路中设IC121C减法电路，缩小测量范围，提高分辨率。

　　是日本Fuji公司设计的变频器基于电阻电压（约540600V）经R6，R62分压后，分别送至分压法的欠压和过压保护电路。4个比较器AiA4的正相输入端与4个电压比较，以完成过压和欠压保护并通知CPU发出相应的报警信号。

　　比较器电压取自电阻R51R57组成的分压器，10V标准电压经电阻分压后取出4个不同的电压分别送至4个比较器的反相输入端，比较器的输出信号经光耦隔离、阻容滤波之后再经施密特反向器关闭IGBT，同时送CPU进行处理。

　　正常状态下，电压取样值（3V左右）处于B点和C点的电位之间，比较器Al，A2输出0；A3，A4输出1.经过隔离、滤波、反向处理，比较终的输出在中由上到下为0011，这是正常工作信号。B，C间的电压范围较大，当交流电源电压在300460V间变化时，变频器正常工作。一旦交流电源电压高于460V，电压取样随即高于B点电压，位于A，B电位之间，Ai输出0；A2，A3，A4输出1，电路输出过压信号0111；而当电源电压降至300V以下，电压取样立即低于C点电压，处于电位之间，A1，A2，A3输出0；A4输出1，此时电路输出欠压信号0001.变频器便发出过压或欠压预报警信号，并按预定的控制顺序关机。

　　3.2.2变频器输出电压检测电路变频器输出交流电压的控制与检测也是至关重要的。特别是目前引人注目的无速度传感器矢量控制算法，要求必须精确测量输出电压。而变频器输出的SPWM脉冲，不但频率和脉冲宽度是变化的，而且其电压的幅值也是波动的，实际上，无论是高性能矢量控制策略，还是一般的测量和显示都需要精确输出电压瞬时值或有效值。

　　采用高速数字光耦是一种测量变频器交流输出电压的简单而有效的方法。高速数字光耦6N136，6N137，HCPL3120，PC900V等具有体积小、寿命长、抗干扰性强、隔离电压高、高速度、与TTL电平兼容等优点，在数据信号处理和信号传输中应用十分广泛，可用来检测变频器交流输出电压。

　　利用光耦6N137和电阻降压电路采集逆变器U，V，W三相输出对直流环节负极N的电压信号，这样三相信号都变为单极性SPWM电压脉冲，便于与单向光耦匹配。单极性SPWM脉冲电压经小电容滤波后便成为如所示的比较平滑的正弦半波信号，它反映了逆变器交流电压（半波）的瞬时值，然后送相应的CPU或ASIC处理，根据需要既可以得到电压的瞬时值，也可以计算出电压的有效值。以满足控制和显示计量的需求。例如，Sanken公司的电压矢量控制变频器就是采用这种测量电路，控制效果良好。

　　a⑶滤波前的电压变频器输出对负极N的电压波形3.3其它检测与保护电路3.3.1过热检测与保护电路变频器中的每一块散热器上都安装一个热敏元件，如中所示的PTH1PTH3，有些变频器在主控板上也安装一个热敏元件，如中所示的PTH4.4只热敏元件串联后接光耦元件P4.正常状态下，热敏元件为常闭触点，光耦导通输出信号为0；当散热片过热时热敏元件断开，光耦截止，输出信号为1，该信号经RC滤波后去关闭IGBT的驱动信号并通知CPU发出过热报警信号。

　　过热检测电路3.3.2电源缺相和接地故障检测电路电源缺相和接地故障检测常用的方法是通过套在输入输出端上的电流互感线圈检测三相电流平衡程度来实现的，如所示。正常时光耦截止输出为1.当某相电源对地漏电或缺相时，由于三相电流不平衡检测线圈会感应出电势，光耦P512导通，发出故障信号。

　　（下转第29页）自适应算法仿真4结论本文提出一种用于消除轴轮的偏心导致张力干扰的自适应算法，利用系统的误差信号来估测干扰信号并抑制其影响。仿真结果证实了该自适应算法能很好地估测干扰信号参数，并有效地抑制准-周期干扰的影响。该种算法可被方便地嵌入到现有的工业控制系统中。