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本文給出幾種電機(jī)的保護(hù)方案,它不僅響應(yīng)速度快,控制可靠,而且大大地降低了保護(hù)裝置的生產(chǎn)成本。該保護(hù)電路與傳統(tǒng)的保護(hù)電路相比,省去了熱繼電器、交流接觸器等保護(hù)裝置的能耗,與電機(jī)為一體。經(jīng)測試驗(yàn)證,效果良好。 1 電流檢測原理 要實(shí)現(xiàn)過流保護(hù),首要的任務(wù)是檢測電機(jī)的電流。通常有2種檢測電流的方法: (1)小阻值無感采樣電阻。通常采用康銅絲或者貼片件,這是一種廉價(jià)的方案,但是要注意采樣電阻阻值的選取,功率要足夠大,同時(shí)電阻的電感要小,以排除感抗在電阻兩端引起的電壓降。 (2)霍爾電流傳感器。適合驅(qū)動(dòng)開發(fā),采用LEM公司的LA28-NP霍爾電流傳感器的電流測量,它的優(yōu)點(diǎn)是精度高,可靠性高。 在電流采樣的位置上也有2種方法可以選擇: (1)相電流采樣。將采樣電阻或者霍爾電流傳感器置于每一相,假設(shè)三相電流分別為ia,ib和ic,又因?yàn)闊o刷電機(jī)的三相電流有如下關(guān)系:ia+ib+ic=0,所以只要檢測出無刷電機(jī)中兩相電流就可以得到另一相的電流信息。 (2)母線電流采樣。一般是將采樣電阻或者電力傳感器置于母線負(fù)側(cè)進(jìn)行電流采樣。 下面介紹一種基于LEM霍爾電流傳感器采樣母線電流的方法,該方法精度高,可靠性高。 將霍爾傳感器LA28置于母線負(fù)側(cè)到地之間進(jìn)行電流檢測,LA28將檢測到的初級(jí)電流按1 000:1的比例進(jìn)行縮小,得到次級(jí)電流,次級(jí)電流經(jīng)過I/V電路之后轉(zhuǎn)化為方便A/D(模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊)采集的電壓量,但是I/V輸出的電壓信號(hào)含有豐富的PWM斬波的高次諧波分量,所以如果直接送單片機(jī)的A/D口,會(huì)檢測不到電壓信息,因此需要加信號(hào)調(diào)理電路,即將I/V電路得到的電壓送入巴特沃思(Butterworth)二階低通濾波器進(jìn)行低通濾波。經(jīng)過低通濾波之后可以將高次諧波分量濾除,進(jìn)而得到直流分量,同時(shí)為了便于A/D口采集,將濾波后的小電壓信號(hào)進(jìn)行比例放大,之后送入A/D口進(jìn)行檢測。這個(gè)硬件電路示意圖如圖1所示。 I/V電路如圖2所示。 圖3給出了二階低通濾波器的設(shè)計(jì)方法。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),使R1=R2,C1=2C2,可以實(shí)現(xiàn)-40 dB/10倍頻的頻率響應(yīng)。其截至頻率的計(jì)算公式為: 在實(shí)際電路中電阻電容取值為R=100 kΩ,C=1μF,截至頻率f=1.126 Hz,從而將方波電壓信號(hào)的中高次諧波分量濾除,進(jìn)而得到平穩(wěn)的直流分量。