1.本实用新型涉及变频器，尤其涉及一种变频器掉电检测装置。
背景技术：2.变频器-电机作为机电能量转换的接口，在机电能量转换过程中有着重要作用。在特殊情况下，变频器的母线需要给其他负载供电，在掉电时停机时需要电机回馈能量到母线，以保证一定的停机顺序，实现设备和整个生产的安全。快速准确地检测到输入掉电是实现能量回馈的基础。
3.传统的输入掉电检测方案通常是根据直流母线电压的值来判断、或者通过一定时间内直流母线电压跌落值来判断，或者根据输入电流来判断；还有其他方法，如通过硬件电路检测过零信号或者通过添加继电器等来实现，依靠硬件电路增加成本同时也不灵活。
4.在实现上述检测时，面对不同电压等级、不同电网频率的输入电源，缺少专用的检测装置，检测时间长、检测方式不灵活、检测受负载影响大、调试困难，无法进行快速灵活的适应性检测，不利于快速响应解决掉电问题。
技术实现要素：5.本实用新型要解决的技术问题是：针对传统三相和多相电源掉电检测时间长、检测方式不灵活、检测受负载影响大、调试困难等情况问题，提供一种快速灵活的多相掉电检测装置，提高掉电检测的响应速度、避免负载影响、避免电网电压波动影响，适用于不同电压等级、不同电网频率的应用，方便调试。
6.同时，本实用新型也可以应用于变频器、整流器并网逆变器、apf、静止无功补偿器等与电网接口的应用场合，协助其快速响应电网的变化，提高自身的性能。
7.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
8.一种快速灵活的多相掉电检测装置，其特征在于在电压输入侧挂接掉电检测单元，所述掉电检测单元包括：
9.至少两个电压检测单元，分别用于采集不同相线的输入电压；
10.一个电压幅值计算单元，设置于两个电压检测单元的输出端，用于计算各输入电压的实时电压幅值；
11.一个电压幅值滤波单元，设置于电压幅值计算单元输出端，用于将电压幅值进行滤波得到电压幅值滤波值；
12.一个电压幅值比较单元，设置于电压幅值滤波单元和电压幅值计算单元的各自输出端；用于采集并比较实时电压幅值和电压幅值滤波值以判断输入电压是否掉电。
13.上述技术方案中，掉电检测单元单独并联设置于电压输入侧；或者掉电检测单元和变频器或整流器设置在一个单元中。
14.上述技术方案中，当含有n相电压时，设置n-1个电压检测单元，n》＝3。
15.上述技术方案中，输入电源为不含有n线的供电系统时，n-1个电压检测单元采用
采集线电压的方式搭接于各相线之间。
16.上述技术方案中，输入电源为含有n线的供电系统时，n-1个电压检测单元采用采集相电压的方式搭接于各相线和n线之间。
17.上述技术方案中，掉电检测单元还包括信号调理电路，信号调理电路设置在电压检测单元和电压幅值计算单元之间。
18.上述技术方案中，信号调理电路由运放和电阻电容组成，输入端vin连接电压互感器输出端并将输入的电压信号抬升后接入运放，电容并联在运放上以实现信号的滤波，输出vout连接后级电路。
19.上述技术方案中，数字处理芯片设置在信号调理电路的输出端。
20.上述技术方案中，信号调理电路的输出端设置用以实现电压幅值计算、电压幅值滤波、电压幅值比较的多环节模拟电路。
21.上述技术方案中，多环节模拟电路至少包括比例、加法、乘法、多路加法、比例、滤波、比较模拟电路中的一种。
22.由此，本实用新型提供了一种适用于三相和多相的变频电机的输入电压掉电检测通用装置。
23.相对于现有技术，本实用新型产生的有益效果是：
24.由于检测装置设计为在三项和n项均可以进行，在n相电压时还可以采集相电压进行，检测人员只需依据规律进行电压采集和电压幅值计算即可，不仅适用于三相电源检测，还可以很容易扩展到多相电源的掉电检测。
25.通过电压幅值和滤波值比较，有效避免了电网电压波动的影响，同时适用于不同电压等级的应用，方便调试。
26.通过实时电压的幅值来判断，摒弃了有效值来判断，提高了掉电检测的响应速度，摒弃了通过直流母线电压来判断的思路，避免负载的影响，同时也为系统掉电后处理赢得时间。
27.整流器或并网逆变器、apf、静止无功补偿器也与电网接口，电网的掉电对其工作同样产生重要影响，因而本实用新型的快速检测掉电可以协助其快速响应电网的变化，提高自身的性能，因此本实用新型也可以应用到整流器、并网逆变器、apf、静止无功补偿器等与电网接口的设备中。
附图说明
28.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
29.图1是本实用新型快速灵活的多相掉电检测装置应用于三相主回路的检测原理图。
30.图2是本实用新型的掉电检测单元在三相掉电检测时的结构原理框图。
31.图3是本实用新型的掉电检测单元在多相电源掉电检测时的结构原理框图。
32.图4是本实用新型在有n线供电系统的三相电源掉电检测的又一个实施例结构原理框图。
33.图5是本实用新型在有n线供电系统的多相电源掉电检测的又一个实施例结构原理框图。
34.图6是本实用新型信号调理电路结构图。
35.图7是本实用新型快速灵活的多相掉电检测装置的模拟电路原理框图。
36.图8是本实用新型快速灵活的多相掉电检测装置的模拟电路的反向比例电路模块框图。
37.图9是本实用新型快速灵活的多相掉电检测装置的模拟电路的同向比例环节模块框图。
38.图10是本实用新型快速灵活的多相掉电检测装置的模拟电路的加法电路模块框图。
39.图11是本实用新型快速灵活的多相掉电检测装置的模拟电路的乘法电路模块框图。
40.图12是本实用新型快速灵活的多相掉电检测装置的模拟电路的滤波电路模块框图。
41.图13是本实用新型快速灵活的多相掉电检测装置的模拟电路的比较电路模块框图。
具体实施方式
42.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
43.实施例1：
44.如图1所示为本实用新型快速灵活的多相掉电检测装置应用于三相主回路的检测原理图。图1中三相电源进线经过缓冲电路后输入整流单元1，整流后输出到直流母线，直流母线给逆变单元2和其他负载3供电，逆变单元2后接电机4。为了检测进线掉电，在整流单元1的输入侧并联方式挂接掉电检测单元5进行掉电检测。
45.掉电检测单元5在实施例1中并联设置于电压输入侧；在未有示出的实施例中，掉电检测单元和变频器或整流器可以设置在一个单元中。
46.如图2所示为本实用新型掉电检测单元5的结构原理图。包括两个输入电压的电压检测单元51、一个电压幅值计算单元52、一个电压幅值滤波单元53、一个电压幅值比较单元54。两个电压检测单元51分别检测输入rs与st的线电压，一个电压检测单元51搭接在三相电压线rst之间的r线和s线之间，另一个输入电压检测单元51搭接在s线和t线之间，两个电压检测单元51输出端与电压幅值计算单元52连接，电压幅值滤波单元53后接电压幅值比较单元54，同时在电压幅值比较单元54输出端并联设置一个电压幅值滤波单元53，一个电压幅值滤波单元53输出端接电压幅值比较单元54。
47.电压幅值比较单元54输出结果可以根据应用场合接显示屏或相应的用电设备，便于相应的处理。
48.图1的检测步骤如下：
49.s1：通过电压检测单元51获取三相电源的输入电压(本实施例为s相线和t相线)的线电压；
50.s2：利用电压幅值计算单元52，通过坐标变换和极坐标转换，获取输入电压的实时
电压幅值；
51.s3：利用电压幅值滤波单元53将电压幅值进行滤波，得到电压幅值滤波值；
52.s4：利用电压幅值比较单元54，比较实时电压幅值和电压幅值滤波值，当实时电压幅值小于电压幅值滤波值一定比例后判定输入电压掉电。
53.步骤s4中比例优选为0.2～0.75；特别优选0.2～0.35。
54.实施例2：
55.在应用有n线供电系统的三相电源掉电检测时，与实施例1相比，图2替换为图4，本装置的两个电压检测单元51分别搭接在n线和s线之间，以及n线和t线之间，分别采集s相和t相的相电压；检测步骤s1中，电压采样为s相和t相的线电压进行幅值计算。
56.实施例3：
57.同时本实用新型的装置可以扩展至多相电源(n》＝3)的掉电检测场合，结构框图如图3所示。设置n-1个电压检测单元51分别检测n-1个线电压或电压，各电压检测单元51输出端分别连接电压幅值计算单元52。即所检测的电压相序差如urs、ust或者ur、us、ut。
58.步骤s1中，在n相电源时需要采集n-1相各相线的线电压，步骤s2中通过这n-1相电压瞬时值计算出输入电压的实时电压幅值。相对于实施例1的其他结构和检测步骤没有改变。
59.实施例4：
60.本装置在应用于有n线供电系统的多相电源掉电检测时，与实施例3相比，图3替换为图5，其中，n-1个输入电压的电压检测单元51分别搭接在n-1相的各相线和n线之间，检测步骤s1中，电压采样为分别采集n-1相各相的相电压以进行幅值计算。
61.在理想掉电情况下，掉电时刻和检测出掉电的时刻间隔时间为375us.也即检测时间约为375us,为掉电后系统处理赢得时间，明显缩短检测时间。
62.为了更好地实现本实用新型，根据本实用新型实施的多相掉电检测装置，至少有两种具体实施方式。
63.实施方式一：设计如图6所示的信号调理电路。同时将电压互感器设置在信号调理电路的输入端，数字处理芯片设置在信号调理电路的输出端。信号调理电路由运放和电阻电容组成，实现对信号的幅值和范围的调整。输入端vin为电压传感器输出后的电压信号，将输入的电压信号抬升1.65伏后，根据实际需要配置电路的放大系数，电容实现信号的滤波，输出vout给后级电路，实现信号的调理。
64.信号调理电路输入端vin为电压传感器输出后的电压信号，将输入的电压信号抬升1.65伏后，根据实际需要配置电路的放大系数，电容实现信号的滤波，输出vout给后级电路，实现信号的调理。
65.电压互感器实现电压的测量、通过电压互感器将高压转化为电压信号，经过信号调理电路送给数字处理芯片处理，可以采用通用的数字处理芯片，实现模拟量到数字量的转换以及电压处理算法，实现电压幅值计算、幅值滤波和电压幅值比较模块、从而实现掉电检测。
66.作为本实施例的一个替代实施方式，本实施方式信号调理电路调理后的信号也可以送给数字处理器的ad引脚，转换成数字量后由软件来实现前述的电压检测单元51、电压幅值计算单元52、电压幅值滤波单元53、电压幅值比较单元54各个环节。
67.实施方式二：采用如图7的模拟电路的结构形式实现本实用新型实施的多相掉电检测装置，与上述实施方式实现的差别是：信号调理后不进入芯片，而是采用模拟电路来实现。依次进行如图8或图9的比例(同向或反向根据需要确定)、图10的加法、图11的乘法、多路加法、比例、图12滤波、图13比较等环节，根据电路的需要进行跟随，此环节不改变信号的，只做隔离用，实现对掉电的检测。
68.电路的参数配置应该根据实际应用来配置；其中：电压幅值计算单元前面的加法电路前的信号是虚线，表明此处每个加法单元的输入根据实际情况来进行选择，在图7中加法单元是两个输入，实际中根据需要可以扩展。滤波环节和比例环节的参数根据实际需要来配置。
69.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
技术特征：1.一种快速灵活的多相掉电检测装置，其特征在于在电压输入侧挂接掉电检测单元，所述掉电检测单元包括：至少两个电压检测单元，分别用于采集不同相线的输入电压；一个电压幅值计算单元，设置于两个电压检测单元的输出端；一个电压幅值滤波单元，设置于电压幅值计算单元输出端；一个电压幅值比较单元，设置于电压幅值滤波单元和电压幅值计算单元的各自输出端。2.根据权利要求1所述的一种快速灵活的多相掉电检测装置，其特征在于掉电检测单元单独并联设置于电压输入侧；或者掉电检测单元和变频器或整流器设置在一个单元中。3.根据权利要求1所述的快速灵活的多相掉电检测装置，其特征在于当含有n相电压时，设置n-1个电压检测单元，n>＝3。4.根据权利要求3所述的快速灵活的多相掉电检测装置，其特征在于输入电源为不含有n线的供电系统时，n-1个电压检测单元采用采集线电压的方式搭接于各相线之间。5.根据权利要求3所述的快速灵活的多相掉电检测装置，其特征在于输入电源为含有n线的供电系统时，n-1个电压检测单元采用采集相电压的方式搭接于各相线和n线之间。6.根据权利要求1所述的快速灵活的多相掉电检测装置，其特征在于掉电检测单元还包括信号调理电路，信号调理电路设置在电压检测单元和电压幅值计算单元之间。7.根据权利要求6所述的快速灵活的多相掉电检测装置，其特征在于信号调理电路由运放和电阻电容组成，输入端vin连接电压互感器输出端并将输入的电压信号抬升后接入运放，电容并联在运放上以实现信号的滤波，输出vout连接后级电路。8.根据权利要求6或7所述的快速灵活的多相掉电检测装置，其特征在于数字处理芯片设置在信号调理电路的输出端。9.根据权利要求6或7所述的快速灵活的多相掉电检测装置，其特征在于信号调理电路的输出端设置用以实现电压幅值计算、电压幅值滤波、电压幅值比较的多环节模拟电路。10.根据权利要求9所述的快速灵活的多相掉电检测装置，其特征在于多环节模拟电路至少包括比例、加法、乘法、多路加法、比例、滤波、比较模拟电路中的一种。
技术总结本实用新型公开了一种快速灵活的多相掉电检测装置，在电压输入侧挂接掉电检测单元。所述掉电检测单元包括至少两个电压检测单元，分别用于采集不同相线的输入电压；一个电压幅值计算单元，设置于两个电压检测单元的输出端；一个电压幅值滤波单元，设置于电压幅值计算单元输出端；一个电压幅值比较单元，设置于电压幅值滤波单元和电压幅值计算单元的各自输出端。本实用新型能够提高掉电检测的响应速度、避免负载影响、避免电网电压波动影响，适用于不同电压等级、不同电网频率的三相或多相电压应用，方便调试；同时也可以应用于变频器、整流器并网逆变器、APF、静止无功补偿器等与电网接口的应用场合。接口的应用场合。接口的应用场合。
技术研发人员：李洪刚 喻杰 仰小平
受保护的技术使用者：麦克维尔空调制冷（武汉）有限公司
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/7/5
