[实用新型]一种通过隔离信号链路采样的变频器

说明书

技术领域

本发明涉及电气设备领域，具体而言，涉及一种通过隔离信号链路采样的变频器。

背景技术

变频器(Variable-frequency Drive，VFD)是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。作为一种基本的电器设备，已经得到了较为广泛的应用。

变频器(包括逆变器)分为电压源型和电流源型两类，其中电压源型按照每相能够输出的电平数量，分为2电平、3电平、5电平以及更多电平等，其中超过2电平的变频器统称为多电平变频器，输出电压超过1kV的称为高压变频器。

在单个电力电子器件耐电压水平受限的情况下，更多的电平意味着更高的电压输出能力，以及输出电压具有更好的波形，更低的谐波，这也是电平数量增加的主要意义。

电压源型多电平变频器分为共直流母线结构和变压器隔离结构两类，前者的每个输出相共用直流母线，结构较为简洁，但需要较为先进的电路拓扑才能够产生较多电平的输出；后者由变压器的相互隔离的绕组提供相互隔离的电源，然后通过不同绕组对应的逆变电路间的电压叠加实现多电平输出，这种变频器由于使用的电力电 子器件的耐压水平要求较低，因此整机成本较低，目前市场上绝大多数高压变频器采用此结构，此类型的变频器如图1中所示，主要包括整流变压器、功率单元两部分。

对于这类高压变频器，功率单元数量较多(10kV变频器功率单元数目多达24个以上)，体积较大，有的长达10～20米，而且由于电力电子器件的连续高速动作，柜内电磁辐射很强。受到柜内空间和绝缘设计等约束条件影响，很多电压、电流传感器需要安装在上述强电磁辐射的柜内，通过较长的引线接入控制系统。试验表明，变频器需要测量的电压、电流信号即使采用屏蔽线传输，仍有较多的高频噪声，对变频器的控制与保护造成干扰。

对于高压变频器来说，进行高精度控制的必要条件是采集的各反馈信号必须准确、快速，且噪声较小。收到干扰的信号引入变频器的控制系统，将对变频器的高精度高性能控制构成显著的影响。

相关技术中的变频器，将电压、电流传感器的信号，通过屏蔽电缆，直接送至变频器控制系统的采样板进行采样。屏蔽电缆一般会经过具有高电磁噪声环境的变频器柜内部，且距离较远，有的系统长达10米以上。信号经过高电磁噪声的环境进行传输后，混入了大量的噪声。这些噪声会对变频器的控制和保护造成不利影响。如图2所示，高压变频器分为三个部分，变压器柜、功率单元柜和控制柜，分别位于变压器柜和功率单元柜的两个传感器需要通过屏蔽电缆与位于控制柜中的主控制器电连接，实际上也就是与主控制器中的采样电路电连接，使采样电路能够获取其他两个柜中的采样信号。但，实际使用中，分别位于变压器柜和功率单元柜中的传感器与主控制器进行信号传输的电缆经常在10米以上，信号在传输的过程中极易受到干扰。

综上，相关技术中的变频器，在内部进行信号传输的时候，由于信号传输线过长，信号在传输过程中容易受到干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过隔离信号链路采样的变频器，以解决上述的问题。

在本发明的实施例中提供了一种通过隔离信号链路采样的变频器，其特征在于，包括主控制器和传感器，传感器通过光缆与主控制器连接。

优选的，所述传感器由电信号传感器和与之电连接的信号采样板组成，所述信号采样板与所述电信号传感器输出端连接，且用于对所述电信号传感器输出的电信号进行处理和采样，并通过光缆与所述主控制器连接。

优选的，传感器包括位于变压器柜内的第一传感器和位于功率单元柜内的第二传感器；

第一传感器通过光缆与主控制器连接，和/或第二传感器通过光缆与主控制器连接。

优选的，所述传感器还包括：位于变压器柜内的第一信号采样板和位于功率单元柜内的第二信号采样板；

第一信号采样板与第一传感器通过光缆，和/或屏蔽电缆连接，第一信号采样板通过光缆与主控制器连接；

第二信号采样板与第二传感器通过光缆，和/或屏蔽电缆连接，第二信号采样板通过光缆与主控制器连接。

优选的，第一传感器与第一信号采样板紧贴设置，和/或第二传感器与第二信号采样板紧贴设置。

优选的，光缆为62.5/125μm玻璃光纤。

优选的，屏蔽电缆为2×0.5 mm²-4×0.5 mm²屏蔽铜绞线电缆。