一种三相电流检测方法及检测电路与流程

本发明涉及电缆，尤其涉及一种三相电流检测方法及检测电路。

背景技术：

1、在电机保护器、软起动器等应用中，通常需要采集电机的运行电流，并判断是否存在缺相及三相不平衡等。

2、现有技术中通常采用的方式是通过三路采样调理电路及ad芯片分别采集三相电流的值，通过计算获得三相电流的有效值，并根据这个有效值来计算缺相和不平衡，在这个过程中采用了三组ad芯片来进行辅助采集，增加了整个电路的复杂度。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的不足，提供如下技术方案：

2、一种三相电流检测方法，包括以下步骤：

3、s1：将三相电流输入至三相桥式整流器中进行整流，将整流后的电流经过采样电阻转换为包含三相电流正向峰值凸包的波形电压。

4、s2：通过采样调理电路对波形电压进行采样，并将采样电压调理为ad芯片可接受的电压范围。

5、s3：通过控制模块获取采样电压在ad芯片的采样通道周波范围的凸包峰值，并根据采集的过零点来计算三相电流的有效值。

6、s4：通过控制模块根据采样结果以及计算得到的三相电流有效值来判断缺相状态与三相不平衡状态。

7、作为上述技术方案的改进，所述控制模块包括信号提取模块、三相电流读取模块、三相不平衡判断模块以及缺相判断模块。

8、作为上述技术方案的改进，所述步骤s3包括以下步骤：

9、s31：通过三相电流读取模块读取ad芯片的采样通道每个周波范围内的凸包峰值。

10、s32：通过信号提取模块采集三相电流的过零点。

11、作为上述技术方案的改进，所述步骤s4包括以下步骤：

12、s41：根据三相电流的凸包峰值与过零点来获取采样电阻上的电压值，并根据采样电阻的电阻值获取三相电流的有效值。

13、s42：预设不平衡阈值，当三相电流有效值之间的差异大于预设的不平衡阈值时，输出三相不平衡状态。

14、s43：预设判定值，根据整个周波的采样结果来获取变异系数，当变异系数超过预设的判定值时，输出缺相状态。

15、作为上述技术方案的改进，所述变异系数的获取依赖于下式：

16、

17、其中，ii为采样电流的变异系数，n为一个周波内的采样次数，xi为第i个采样的凸包峰值，为一个周波内所有采样的凸包峰值的平均值

18、一种三相电流检测电路，采用如前述方案中任一项所述的一种三相电流检测方法进行检测，包括：

19、整流电路，用于对输入的三相电流进行整流；

20、采样电阻r1，用于将整流后的转换为包含三相电流正向峰值凸包的波形电压；

21、采样调理电路，用于对波形电压进行采样，并将采样电压调理为ad芯片可接受的电压范围；

22、控制模块，用于获取三相电流的有效值，并对三相电流的三相不平衡状态以及缺相状态进行判断。

23、作为上述技术方案的改进，所述整流电路包括至少两组整流器(b1，b2)，所述整流器b1的两个ac管脚与所述整流器b2的一个ac管脚接收输入的三相电流，所述整流器b1与整流器b2的正极相互连接，所述整流器b1与整流器b2的正极连接点接采样电阻r1，所述采样电阻r1的另一侧接地。

24、作为上述技术方案的改进，所述采样调理电路包括：

25、运放(ic1a，ic1b)、电阻(r2，r3，r4，r5，r6，r7，r8，r80)、电容(c1，c2，c3)、稳压二极管(dz1，dz2)，所述电阻r2的两端连接整流电路的负极连接点和运放ic1a的2脚，所述电阻r3的两端连接所述运放ic1a的2脚和1脚，所述电阻r4的一端接运放ic1a的3脚，所述电阻r4的另一端接地，所述电阻r5的一端接运放ic1a的1脚，所述电阻r5的另一端接所述电阻r6，所述电阻r6的另一端接运放ic1b的6脚，所述电阻r7的一端与所电阻r5、电阻r6的连接点连接，所述电阻r7的另一端接运放ic1b的7脚，所述电阻r8的一端接运放ic1b的5脚，所述电阻r8的另一端接地；所述电阻r80的一端接运放ic1b的7脚，所述电阻r80的另一端接采样单元的输入管脚，所述稳压二极管dz1与稳压二极管dz2反向串联，所述稳压二极管dz1的另一端接运放ic1a的2脚，所述稳压二极管dz2的另一端接地；所述电容c1的一端接整流电路、采样电阻电路以及电阻r2的连接点，所述电容c1的另一端接地，所述电容c2与电阻r3并联，所述电容c3与电阻r7并联。

26、作为上述技术方案的改进，所述控制模块包括信号提取模块、三相电流读取模块、三相不平衡判断模块以及缺相判断模块，所述三相电流读取模块用于读取ad芯片的采样通道每个周波范围内的凸包峰值，所述信号提取模块用于采集三相电流的过零点，所述三相不平衡判断模块用于根据计算出的三相电流有效值来判断当前的三相不平衡状态，所述缺相判定模块用于根据周波内的采样凸包峰值来判定当前的缺相状态。

27、本发明的有益效果：

28、通过整流器进行整理，并通过采样电阻与采样调理电路对输入的电流进行调理，最后得到可以被ad芯片接收的电压，最后以控制模块来读取采样电压在ad芯片的凸包峰值与过零点，这样就得到的三相电流的有效值，仅通过一组ad芯片就能够实现对三相电流有效值的获取，在降低了整个电路复杂度的同时，能够实现对三相不平衡和缺相状态的判定。

技术特征：

1.一种三相电流检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种三相电流检测方法，其特征在于：所述控制模块包括信号提取模块、三相电流读取模块、三相不平衡判断模块以及缺相判断模块。

3.根据权利要求2所述的一种三相电流检测方法，其特征在于：所述步骤s3包括以下步骤：

4.根据权利要求2所述的一种三相电流检测方法，其特征在于：所述步骤s4包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种三相电流检测方法，其特征在于：所述变异系数的获取依赖于下式：

6.一种三相电流检测电路，采用如权利要求1-5任一项所述的一种三相电流检测方法进行检测，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的一种三相电流检测电路，其特征在于：所述整流电路包括至少两组整流器(b1，b2)，所述整流器b1的两个ac管脚与所述整流器b2的一个ac管脚接收输入的三相电流，所述整流器b1与整流器b2的正极相互连接，所述整流器b1与整流器b2的正极连接点接采样电阻r1，所述采样电阻r1的另一侧接地。

8.根据权利要求6所述的一种三相电流检测电路，其特征在于：所述采样调理电路包括：

9.根据权利要求6所述的一种三相电流检测电路，其特征在于：所述控制模块包括信号提取模块、三相电流读取模块、三相不平衡判断模块以及缺相判断模块；

技术总结
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种三相电流检测方法及检测电路，具体公开了一种三相电流检测方法，包括以下步骤：将整流后的电流经过采样电阻转换为包含三相电流正向峰值凸包的波形电压；通过采样调理电路对波形电压进行采样；通过控制模块获取采样电压在AD芯片的采样通道周波范围的凸包峰值，并根据采集的过零点来计算三相电流的有效值；通过控制模块根据计算得到的三相电流有效值来判断当前的三相不平衡状态与缺相状态。本发明通过整流器进行整理，并通过采样电阻与采样调理电路对输入的电流进行调理，以控制模块来读取采样电压在AD芯片的凸包峰值与过零点，仅通过一组AD芯片就能够实现对三相电流有效值的获取。

技术研发人员：袁碧波
受保护的技术使用者：安徽海普克电气有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15