專利名稱：用在變頻器上的三相/二相坐標(biāo)變換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三相/二相坐標(biāo)變換電路，尤其是一種用在變頻器上的三相 /二相坐標(biāo)變換電路。
背景技術(shù)：
在工業(yè)變頻器技術(shù)中，將靜止坐標(biāo)系下的三相電壓信號等效轉(zhuǎn)換為靜止坐 標(biāo)系下的兩相電壓信號，通常是采用軟件方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在變頻器中普遍利用
中央處理器DSP對三相電壓信號進(jìn)行處理。由于中央處理器DSP需要通過編程 實(shí)時處理多項(xiàng)操作任務(wù)，如電源同歩信號、電流信號和母線電壓信號等多個信
號的采集、運(yùn)算、通訊、pm^波的發(fā)生等工作，占用DSP大部分資源，因此，變
頻器對DSP的實(shí)時處理能力要求很高，而DSP的實(shí)時處理能力的改善常常是從 DSP的本身性能著手，如增加多處理系統(tǒng)，但是其技術(shù)難度很高，投入的成本也 很高。而利用電子電路是改善中央處理器DSP實(shí)時處理能力的迂回解決途徑， 該電路可以節(jié)約中央處理器DSP的資源，提高系統(tǒng)的實(shí)施性、改善變頻器的響 應(yīng)速度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種不占用中央處理器DSP資源，并能改 善中央處理器DSP實(shí)時處理能力的三相/二相坐標(biāo)變換電路。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用在變頻器上的三相/二相坐標(biāo)變 換電路，所述變換電路是由兩個差分比例運(yùn)算器、 一個同相比例運(yùn)算器和一個 同相求和運(yùn)算器組成；靜止坐標(biāo)系下Ua和Ub兩相電壓連接一個差分比例運(yùn)算器， 該差分比例運(yùn)算器連接同相比例運(yùn)算器和同相求和運(yùn)算器；靜止坐標(biāo)系下Ub和Uc兩相電壓連接另一個差分比例運(yùn)算器，該差分比例運(yùn)算器連接同相比例運(yùn)算 器和同相求和運(yùn)算器。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，在Ua Ub兩相電壓信號和Ub Ue兩相電壓信號之間
分別連接一個由正向二極管和一個反向二極管組成的輸入保護(hù)電路，該輸入保 護(hù)電路可防止差分比例運(yùn)算器輸入端電壓差太大損壞運(yùn)算放大電路。
本發(fā)明的有益效果在于
1、 利用電子電路解決了將靜止坐標(biāo)系下的三相電壓信號等效轉(zhuǎn)換為靜止坐 標(biāo)系下的兩相電壓信號問題；
2、 節(jié)約了中央處理器的資源，改善了變頻器中央處理器的實(shí)時處理能力，
提高系統(tǒng)的實(shí)施性、改善變頻器的響應(yīng)速度。
下面結(jié)合附圖和本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說明 圖1是本發(fā)明三相/二相坐標(biāo)變換電路的原理圖2是本發(fā)明靜止坐標(biāo)系下的三相電壓波形轉(zhuǎn)換為兩相電壓波形圖3是本發(fā)明靜止坐標(biāo)系下的兩相電壓波形圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明三相/二相坐標(biāo)變換電路的原理圖。本發(fā)明所述三相/二相坐 標(biāo)變換電路是采用差分比例運(yùn)算器、同相比例運(yùn)算器和同相求和運(yùn)算器的組合
完成了靜止坐標(biāo)系下Ua、 Ub、 Ue三相電壓信號等效轉(zhuǎn)換為VD+和VQ+兩相靜止坐 標(biāo)系下電壓信號。所述變換電路是由兩個差分比例運(yùn)算器、 一個同相比例運(yùn)算 器和一個同相求和運(yùn)算器組成；靜止坐標(biāo)系下Ua、 Ub兩相電壓連接一個差分比 例運(yùn)算器，該差分比例運(yùn)算器連接同相比例運(yùn)算器和同相求和運(yùn)算器；靜止坐標(biāo)系下Ub、 U。兩相電壓連接另一個差分比例運(yùn)算器，該差分比例運(yùn)算器連接同 相比例運(yùn)算器和同相求和運(yùn)算器。本發(fā)明中為了防止差分比例運(yùn)算器輸入端電 壓差太大損壞運(yùn)算放大電路，在兩相電壓之間加入一個輸入保護(hù)電路，該輸入 保護(hù)電路的組成是在Ua Ub兩相電壓信號和Ub Ue兩相電壓信號之間分別連接一 個正向二極管和一個反向二極管。
下面運(yùn)用理論推算的方式證明上述電路可以完成靜止坐標(biāo)系下三相電壓信 號轉(zhuǎn)換為靜止坐標(biāo)系下兩相電壓信號。假設(shè)輸入的三相電壓信號方程是
<formula>formula see original document page 5</formula>采用空間坐標(biāo)變換方法，將上述方程變換到兩相靜止坐標(biāo)系中，其變換矩
陣為:
<formula>formula see original document page 5</formula>變換方程為:
用上述方程和矩陣計算 VD+=2/3[Umcoscot—l/2Umcos ( " t—2/3 n ) —l/2U cos ( " t+2/3 n )] 二2/3 Umcoson-l/3 Umcos (wt-2/3、) -l/3Umcos ( "t+2/3 it )二 Umcoswt
可見VD+和Ua是同相的。
VQ+=2/3
=0.289 U cos (cot—2/3 it) _0. 289Uracos ( w t+2/3 n ) =Umsin t
因此，靜止坐標(biāo)系下三相電壓信號通過差分比例運(yùn)算器U3B、同相比例運(yùn) 算器U3C、差分比例運(yùn)算器U3A和同相求和運(yùn)算器U3D的組合運(yùn)算可以得到靜止 坐標(biāo)系下兩相電壓信號VD+和VQ+。
從理論推算得知，該電路正好實(shí)現(xiàn)了三相靜止坐標(biāo)系下的三相電壓信號(Ua、 Ub、Uc)到兩相靜止坐標(biāo)系下的電壓信號(VD+和VQ+)的轉(zhuǎn)換?？蓞⒖紙D2和圖 3。
圖2中A、 B、 C分別是輸入的三相電壓信號；VD+是輸出的D軸電壓信號。 圖3中VD+和VQ+分別是輸出的D軸和Q軸電壓信號，相位正好相差90度。 本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施方式
，凡是依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案所作的顯而 易見的技術(shù)變形，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種用在變頻器上的三相/二相坐標(biāo)變換電路，其特征在于該電路是由兩個差分比例運(yùn)算器、一個同相比例運(yùn)算器和一個同相求和運(yùn)算器組成；靜止坐標(biāo)系下Ua和Ub兩相電壓連接一個差分比例運(yùn)算器，該差分比例運(yùn)算器連接同相比例運(yùn)算器和同相求和運(yùn)算器；靜止坐標(biāo)系下Ub和Uc兩相電壓連接另一個差分比例運(yùn)算器，該差分比例運(yùn)算器連接同相比例運(yùn)算器和同相求和運(yùn)算器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的三相/二相坐標(biāo)變換電路，其特征在于在所述U 、 Uh兩相電壓和Ub、 u。兩相電壓之間分別連接一個輸入保護(hù)電路，該輸入保護(hù)電路是由一個正向二極管和一個反向二極管組成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用在變頻器上的三相/二相坐標(biāo)變換電路，所述變換電路是由兩個差分比例運(yùn)算器、一個同相比例運(yùn)算器和一個同相求和運(yùn)算器組成；靜止坐標(biāo)系下U<sub>a</sub>和U<sub>b</sub>兩相電壓連接一個差分比例運(yùn)算器，該差分比例運(yùn)算器連接同相比例運(yùn)算器和同相求和運(yùn)算器；靜止坐標(biāo)系下U<sub>b</sub>和U<sub>c</sub>兩相電壓連接另一個差分比例運(yùn)算器，該差分比例運(yùn)算器連接同相比例運(yùn)算器和同相求和運(yùn)算器。該電路利用電子電路解決了將靜止坐標(biāo)系下的三相電壓信號等效轉(zhuǎn)換為靜止坐標(biāo)系下的兩相電壓信號問題；節(jié)約了中央處理器的資源，改善了變頻器中央處理器的實(shí)時處理能力，提高系統(tǒng)的實(shí)施性、改善變頻器的響應(yīng)速度。
文檔編號H02M5/00GK101442253SQ20081018747
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者張福貴, 朱強(qiáng)力, 李曉光, 王朝陽, 許少華, 靳寶會 申請人:焦作市明株自動化工程有限責(zé)任公司