一种增量信号保护电路及应用其的旋转编码器、变频器和风的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种增量信号保护电路及应用其的旋转编码器、变频器和风机，所述保护电路主要由共模防护电路和差、共模防护电路并联组成。本实用新型通过同时采用“共模吸收”与“差模吸收”的双重保护，加强了对增量信号的保护。应用该电路的旋编器、变频器和风力发电机，可避免因浪涌电压击穿旋编器增量信号接口的TVS，进一步避免导致变频器失效或变桨电机失效的故障。
【专利说明】—种增量信号保护电路及应用其的旋转编码器、变频器和风机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电学【技术领域】，特别是涉及一种增量信号保护电路及应用该电路的旋编器、变频器和风机。
【背景技术】
[0002]在电瓶牵引车控制与风电行业的变桨系统中，适于控制3.0-8.0kff电机的变频器被广泛应用。在风力发电机组的变桨系统中，变桨变频器将60VDC转换成三相频率可变的29VAC，从而驱动变桨电机进行变桨动作。
[0003]风力发电机组正常运行时，因变频系统的工作，电磁环境较为复杂，而连接旋转编码器的导线较长容易受到电磁辐射与传导，因此，有必要加强对风力发电机变桨控制系统中旋转编码器增量信号采集回路的保护，这在风电技术信号保护中有着至关重要的意义。
[0004]事实证明，相当一部分变桨变频器出现故障是因为旋转编码器的增量信号接口浪涌保护器件TVS击穿失效，即TVS对地短路，出现此故障后旋转编码器的增量信号ENCA、ENCB对地短路，变桨变频器检测不到编码器信号后会加大变桨变频器的输出扭矩，可能导致变桨变频器与变桨电机同时失效。为了解决此TVS失效故障，需要对变桨变频器旋转编码器增量信号接口进行优化。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种增量信号保护电路，使其具有优良的吸收浪涌电压的保护性能，克服原有用于增量信号保护的TVS被浪涌电压击穿故障。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]—种增量信号保护电路，主要由共模防护电路和差、共模防护电路并联组成。
[0008]进一步地，所述的共模防护电路为第一级保护电路，采用陶瓷气体放电管进行共模防护；所述的差、共模防护电路为第二级保护电路，采用瞬态电压抑制二极管进行差、共摸防护。
[0009]所述陶瓷气体放电管采用4532-091-LF陶瓷气体放电管，所述瞬态电压抑制二极管采用SMCJ24CA 二极管。
[0010]所述共模防护电路和差、共模防护电路之间连接有自恢复保险丝或电阻。
[0011]所述自恢复保险丝采用SMD1812P014TF保险丝，所述电阻规格为5Ω、1W。
[0012]所述保护电路还包括采用静电保护元件的第三级保护电路。
[0013]所述第二级与第三级保护电路之间连接有平衡动作时间的电阻。
[0014]本实用新型还提供一种旋转编码器，具有增量信号接口，所述接口连接有上述的保护电路。
[0015]本实用新型还提供一种变频器，采用上述的旋转编码器。
[0016]本实用新型还提供一种风力发电机，包括变桨变频器，所述变桨变频器采用上述的变频器。
[0017]由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点:
[0018]1、本实用新型的保护电路设计简单，同时采用了 “共模吸收”与“差模吸收”的双重保护，保护更为全面，克服了原有对增量信号保护能力差的缺点，克服原有用于增量信号保护的TVS被浪涌电压击穿故障。
[0019]2、本实用新型的电路设计满足GB/T17626.5 (等同于IEC61000-4_5)10/700us4kV浪涌测试?’满足GB/T17626.2 (等同于IEC61000-4-2)接触放电8kV、空气放点15kV静电测试。
[0020]3、本实用新型的保护电路具有优良的吸收浪涌电压的保护性能，应用该电路的旋编器、变频器和风机，可避免因浪涌电压击穿旋编增量信号接口的TVS，进一步避免变桨变频器失效或变桨电机失效的故障，对于变桨变频器的旋编信号接口保护具有非常重要的意义。
【专利附图】
【附图说明】[0021]上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0022]图1是本实用新型的增量信号保护电路示意图。
【具体实施方式】
[0023]请参阅图1所示，本实用新型的一种增量信号保护电路，主要由共模防护电路和差、共模防护电路并联组成。
[0024]其中，所述的共模防护电路为第一级保护电路，采用陶瓷气体放电管进行共模防护；所述的差、共模防护电路为第二级保护电路，采用瞬态电压抑制二极管进行差、共摸防护。
[0025]所述陶瓷气体放电管采用4532-091-LF陶瓷气体放电管，所述瞬态电压抑制二极管采用SMCJ24CA 二极管。
[0026]第一级和第二级之间使用PTC (自恢复保险丝)SMD1812P014TF起到限流和平衡动作时间的作用，也可以使用电阻(5 Ω左右，Iff)替换PTC，替换后无限流作用。
[0027]所述电路还包括采用静电保护元件的第三级保护电路。第二级和第三级之间使用平衡动作时间的电阻(3Ω左右、0.5W)。
[0028]该方案的电路设计可以满足GB/T17626.5 (等同于IEC61000-4-5) 10/700us4kV浪涌测试，以及GB/T17626.2 (等同于IEC61000-4-2)接触放电8kV、空气放点15kV静电测试。
[0029]其中，图1中所示的外部保护电路部分可以做成单独的PCB板安装在后级被保护电路的前端，如直接插接到变桨变频器上的旋编增量信号接口上，将旋转编码器的增量信号线直接引至此PCB板，从而无需改变原有设计。为尽量减少改造成本，推荐在不改变原有接线方式情况下将接口保护电路板直接插接到变桨变频器增量接口处。
[0030]由于采用了以上技术方案，本实用新型通过简单的电路设计，克服了原有对增量信号保护能力差的缺点。同时采用了 “共模吸收”与“差模吸收”的双重保护，使得保护更为全面。应用该电路的旋编器、变频器和风机，可避免因浪涌电压击穿旋编增量信号接口的TVS,进一步避免变桨变频器失效或变桨电机失效的故障，对于变桨变频器的旋编信号接口保护具有非常重要的意义。
[0031]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种增量信号保护电路，其特征在于，主要由共模防护电路和差、共模防护电路并联组成。
2.根据权利要求1所述的增量信号保护电路，其特征在于，所述的共模防护电路为第一级保护电路，采用陶瓷气体放电管进行共模防护；所述的差、共模防护电路为第二级保护电路，采用瞬态电压抑制二极管进行差、共摸防护。
3.根据权利要求2所述的增量信号保护电路，其特征在于，所述陶瓷气体放电管采用4532-091-LF陶瓷气体放电管，所述瞬态电压抑制二极管采用SMCJ24CA 二极管。
4.根据权利要求1所述的增量信号保护电路，其特征在于，所述共模防护电路和差、共模防护电路之间连接有自恢复保险丝或电阻。
5.根据权利要求4所述的增量信号保护电路，其特征在于，所述自恢复保险丝采用SMD1812P014TF保险丝，所述电阻规格为5Ω、1Ι。
6.根据权利要求2所述的增量信号保护电路，其特征在于，还包括采用静电保护元件的第三级保护电路。
7.根据权利要求6所述的增量信号保护电路，其特征在于，所述第二级与第三级保护电路之间连接有平衡动作时间的电阻。
8.一种旋转编码器，具有增量信号接口，其特征在于，所述接口连接有根据权利要求1-7中任一项所述的保护电路。
9.一种变频器，其特征在于，采用权利要求8所述的旋转编码器。
10.一种风力发电机，包括变桨变频器，其特征在于，所述变桨变频器采用权利要求9所述的变频器。
【文档编号】H02H9/06GK203707768SQ201320842333
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】贾红福, 田锋, 岳健, 刘维红 申请人:北京天源科创风电技术有限责任公司