关键考虑因素之一是在将初级电压从直流系统转换为交流系统时确保系统的可靠性和安全性，并在所有环境条件和温度下做到这一点。
对绿色能源日益增长的需求是采用风力发电的驱动力之一。风力涡轮机通常使用变速控制器，该控制器与电力转换器配合使用，将产生的电力连接到电网。然而，电力电子学的一个常见问题是谐波电流的产生和发射，这大大降低了注入电流的质量。
下表总结了 IEEE 519 的要求，显示了各种总线电压下电压和电流的允许谐波限制。
图 1：不同总线电压下电流和电压的允许谐波限值
使用各种类型的滤波器将谐波失真降低到可接受的水平。这些滤波器可以补偿非线性负载的谐波，通常安装在失真点附近。一种更常见的技术是使用 Active Power Filter，它通过注入反谐波波形来修复失真的波形。典型的电路原理图如下所示。
然后使用 p-q 理论作为 APF 切换的参考信号生成反谐波信号波形。克拉克变换用于将三相坐标转换为电压和电流的等效两相 α-β 坐标。
在大电流/高电压系统中，对传感器的要求相对较高，要求以安全和绝缘的方式将测得的电压带到控制器。
LEM 的 DVC 1000 系列电子式电压传感器提供高达 4.2kV 的高绝缘水平。其模块化设计还允许它安装在尽可能靠近负载的位置，确保它可以安装在有限的空间内。
在铁路应用中，为风扇、鼓风机、照明或电池充电器等负载供电的辅助转换器需要对谐波进行严格的监测。特别是，不要以 50Hz 的频率将任何信号重新注入轨道，这一点非常重要，这可能会导致对轨道设备的干扰，从而带来安全风险。这就是为什么转换器通常与电压传感器耦合的原因，该传感器监控信号并在安全回路中发挥重要作用。
在铁路应用中，为风扇、鼓风机、照明或电池充电器等负载供电的辅助转换器需要对谐波进行严格的监测。特别是，不要以 50Hz 的频率将任何信号重新注入轨道，这一点非常重要，这可能会导致对轨道设备的干扰，从而带来安全风险。这就是为什么转换器通常与电压传感器耦合的原因，该传感器监控信号并在安全回路中发挥重要作用。
图 2：有源电源滤波器可用于修复失真的波形
如前所述，保护电机是一项要求。特别是，大多数电力驱动器都包含一个逆变器电路，该电路将交流电整流为高压直流信号。这称为直流母线，用作电路的电源，产生驱动信号为电机供电。必须持续控制直流母线电压。在某些工作条件下，电机可以充当发电机，并通过逆变器的功率器件和/或恢复二极管将高压输送回直流母线。这种高电压会增加直流母线电压，驱动电机的 IGBT（绝缘栅双极晶体管）可能会受到高（且可能具有破坏性）浪涌电压的压力。然后，需要一个隔离式电压传感器来监控返回控制应用的电压，这将在过压时安全地关闭整个应用。
除了过压情况外，欠压也可能同样危险。如果我们考虑额定电压为 600V 的驱动器，则过压应在 1000V 左右，而欠压应在 400V 左右。同一传感器应能够在这两个限制之间使用。
有几种情况可能导致电压降，但常见的是一相损失。话虽如此，电压tage 传感器可以位于整流器的交流输入侧，或者常见的是直接位于 DC 母线上。在两侧安装电压传感器将带来更多信息，并且对系统更安全。
电机驱动器并不是需要电流隔离电压传感器的应用。其他应用，如太阳能逆变器和 UPS，也需要这些功能来确保应用的保护和安全。对于这种情况，电压传感器必须测量直流母线电压，并在高压侧和低压控制器侧之间提供隔离。
问题是，我们什么时候需要隔离式电压传感，什么时候应该选择非隔离式传感器或简单的电阻分压器？
使用这种传感器有两个主要原因：
种情况：当托管 AD 转换器的微控制器与电压测量（电阻分压器）不以同一点（即 DC-）为参考时。需要小心区分系统中的不同接地。通过隔离待测信号和微控制器，我们可以避免感应尖峰或雷击等事件对系统造成损坏。
第二个：第二个问题是，哪些安全法规需要实际的隔离栅，而不是简单地依赖衰减网络？通常，对于安全，电阻衰减不足以确保系统安全接地。然后，电压感应需要通过一个隔离通道，以确保足够的安全栅。
当整个系统围绕不同的设备进行设计时，通过使用现有设备（例如控制器或 PLC）进行监控，在不定义特定设备的情况下添加安全要求可能更具成本效益。在这种情况下，DVC 1000 提供必要的易于使用的电压传感，并为控制应用提供适当的隔离。使用 DVC 1000 的标准接口（+/-10V 或 4-20mA）可以更轻松地进行这种直接感应，该接口与控制器的标准模拟输入兼容。DVC 1000 测量交流和直流的多功能性将允许广泛的应用。
图 3：使用 DVC1000 进行隔离，使现有控制元件能够监控电源应用
为了实现更高的集成度，DVC 1000 还提供 PCB 安装版本，以进一步节省空间。同样，面板安装版本 DVC 1000-P 也是自给自足的，不需要额外的组件。
随着装置变得越来越小，LEM 开发了一种用于这些电压测量的新技术。基于隔离放大器技术，这些发展催生了 DVC 系列。
为了完善其尺寸更小的数字电压传感器系列，LEM 开发了一种新的电压传感器，用于测量高达 1000V RMS 标称电压和 1500V 峰值电压。
为了测量电压 （VP），DVC 系列仅使用众所周知的电子元件，其中主要的是隔离放大器。待测电压 （VP） 通过内部电阻器网络和一些允许信号馈送隔离放大器的元件直接施加在传感器初级连接上。
这允许恢复隔离信号，然后进行调节，以便在传感器输出连接处提供电压或电流，这是初级电压的表示。
图 4：隔离放大器提供输出端子处输入电压的表示
内部隔离式 DC-DC 转换器用于为初级侧的电子元件供电。
隔离放大器技术特点
可以测量任何类型的信号 - 直流、交流、脉冲、复数。
初级 （高功率） 和次级电路 （电子电路） 之间的电流隔离。
快速动态响应，适用于宽频率带宽。
需要少量。
这个被称为 DVC 的新系列由两个主要产品组成，一个用于 PCB 安装 （DVC 1000-P），一个用于面板安装 （DVC 1000），其中还提供了 DIN 导轨安装适配器作为选项。
DVC 1000-P（焊接到 PCB）由 + 5V 电源供电，并将双极输入电压转换为以 2.5V 电压基准为中心的输出电压。用户可以访问此引用，他们可以使用自己的引用作为替代。
DVC 1000（面板安装）由 +/- 15 至 24V 电源供电，可将 1000VRMS（+/- 1500V 峰值）的双极输入电压转换为 +/-30 mA 峰值的双极瞬时电流输出（DVC 1000 型号）或 +/- 10V 峰值的电压输出（DVC 1000-B 型号）或 0 至 +1000V DC 的 4-20 mA 单极瞬时电流输出（DVC 1000-UI 型号）（仅限单极直流电压测量）。
