三相异步电机负载转矩与功率因数测量系统及方法_3

文档序号:9545891阅读:来源:国知局
,所述A相电流传感器5接在三相异步电机的A相绕组与 电源的A相线之间,所述B相电流传感器6接在三相异步电机的B相绕组与电源的B相线 之间,所述C相电流传感器7接在三相异步电机的C相绕组与电源的C相线之间,所述微处 理器模块1的输入端接有A相功率因数检测电路12、B相功率因数检测电路13、C相功率因 数检测电路14、用于对A相电压传感器2输出的电压信号和A相电流传感器5输出的电流 信号进行放大和滤波调理的A相信号调理电路8,用于对B相电压传感器3输出的电压信号 和B相电流传感器6输出的电流信号进行放大和滤波调理的B相信号调理电路9,以及用于 对C相电压传感器4输出的电压信号和C相电流传感器7输出的电流信号进行放大和滤波 调理的C相信号调理电路10 ;所述A相电压传感器2的输出端和A相电流传感器5的输出 端均与A相功率因数检测电路12的输入端和A相信号调理电路8的输入端连接,所述B相 电压传感器3的输出端和B相电流传感器6的输出端均与B相功率因数检测电路13的输 入端和B相信号调理电路9的输入端连接,所述C相电压传感器4的输出端和C相电流传 感器7的输出端均与C相功率因数检测电路14的输入端和C相信号调理电路10的输入端 连接,所述微处理器模块1的输出端接有液晶显示电路11。
[0051] 如图2所示,本实施例中,所述A相功率因数检测电路12包括型号为LM339N的比 较器芯片U4和型号为SN74F08D的加法器芯片U5,所述比较器芯片U4的第3引脚与+5V电 源的输出端连接,所述比较器芯片U4的第4引脚、第6引脚和第12引脚均接地,所述比较 器芯片U4的第7引脚通过电阻R41与A相电压传感器2的输出连接,所述比较器芯片U4 的第5引脚通过电阻R43与A相电流传感器5的输出连接;所述加法器芯片U5的第1引脚 与比较器芯片U4的第1引脚相接,且通过电阻R42与+5V电源的输出端连接,所述加法器 芯片U5的第2引脚与比较器芯片U4的第2引脚相接,且通过电阻R44与+5V电源的输出 端连接,所述加法器芯片U5的第3引脚为A相功率因数检测电路12的输出端TIMA且与微 处理器模块1的输入端连接。
[0052] 如图3所示,本实施例中,所述B相功率因数检测电路13包括型号为LM339N的比 较器芯片U6和型号为SN74R)8D的加法器芯片U7,所述比较器芯片U6的第3引脚与+5V电 源的输出端连接,所述比较器芯片U6的第4引脚、第6引脚和第12引脚均接地,所述比较 器芯片U6的第7引脚通过电阻R51与B相电压传感器3的输出连接,所述比较器芯片U6 的第5引脚通过电阻R53与B相电流传感器6的输出连接;所述加法器芯片U7的第1引脚 与比较器芯片U6的第1引脚相接,且通过电阻R52与+5V电源的输出端连接,所述加法器 芯片U7的第2引脚与比较器芯片U6的第2引脚相接,且通过电阻R54与+5V电源的输出 端连接,所述加法器芯片U7的第3引脚为B相功率因数检测电路13的输出端??ΜΒ且与微 处理器模块1的输入端连接。
[0053] 如图4所示,本实施例中,所述C相功率因数检测电路14包括型号为LM339N的比 较器芯片U8和型号为SN74R)8D的加法器芯片U9,所述比较器芯片U8的第3引脚与+5V电 源的输出端连接,所述比较器芯片U8的第4引脚、第6引脚和第12引脚均接地,所述比较 器芯片U8的第7引脚通过电阻R61与C相电压传感器4的输出连接,所述比较器芯片U8 的第5引脚通过电阻R63与C相电流传感器7的输出连接;所述加法器芯片U9的第1引脚 与比较器芯片U8的第1引脚相接,且通过电阻R62与+5V电源的输出端连接,所述加法器 芯片U9的第2引脚与比较器芯片U8的第2引脚相接,且通过电阻R64与+5V电源的输出 端连接,所述加法器芯片U9的第3引脚为C相功率因数检测电路14的输出端HMC且与微 处理器模块1的输入端连接。
[0054] 如图5所示,本实施例中,所述A相信号调理电路8包括型号为LM324N的运算放 大器芯片Ul,所述运算放大器芯片Ul的第4引脚与+12V电源的输出端连接,所述运算放大 器芯片Ul的第11引脚与-12V电源的输出端连接,所述运算放大器芯片Ul的第2引脚通 过电阻Rl与A相电压传感器2的输出连接,且通过电阻R2与运算放大器芯片Ul的第8引 脚相接,所述运算放大器芯片Ul的第3引脚通过电阻R4接地,所述运算放大器芯片Ul的 第1引脚与第2引脚之间接有电阻R3,所述运算放大器芯片Ul的第1引脚为A相信号调理 电路8的电压信号输出端ADl且与微处理器模块1的输入端连接;所述运算放大器芯片Ul 的第6引脚通过电阻R7与A相电流传感器5的输出连接,且通过电阻R5与运算放大器芯 片Ul的第8引脚相接,所述运算放大器芯片Ul的第5引脚通过电阻R8接地,所述运算放 大器芯片Ul的第6引脚与第7引脚之间接有电阻R6,所述运算放大器芯片Ul的第7引脚 为A相信号调理电路8的电流信号输出端AD2且与微处理器模块1的输入端连接;所述运 算放大器芯片Ul的第9引脚通过电阻R9与+5V电源的输出端连接,所述运算放大器芯片 Ul的第10引脚通过电阻RlO接地,所述运算放大器芯片Ul的第8引脚与第9引脚之间接 有电阻R31。
[0055] 如图6所示,本实施例中,所述B相信号调理电路9包括型号为LM324N的运算放 大器芯片U2,所述运算放大器芯片U2的第4引脚与+12V电源的输出端连接,所述运算放大 器芯片U2的第11引脚与-12V电源的输出端连接,所述运算放大器芯片U2的第2引脚通 过电阻Rll与B相电压传感器3的输出连接,且通过电阻R12与运算放大器芯片U2的第8 引脚相接,所述运算放大器芯片U2的第3引脚通过电阻R14接地,所述运算放大器芯片U2 的第1引脚与第2引脚之间接有电阻R13,所述运算放大器芯片U2的第1引脚为B相信号 调理电路9的电压信号输出端AD3且与微处理器模块1的输入端连接;所述运算放大器芯 片U2的第6引脚通过电阻R17与B相电流传感器6的输出连接,且通过电阻R15与运算放 大器芯片U2的第8引脚相接,所述运算放大器芯片U2的第5引脚通过电阻R18接地,所述 运算放大器芯片U2的第6引脚与第7引脚之间接有电阻R16,所述运算放大器芯片U2的第 7引脚为B相信号调理电路9的电流信号输出端AD4且与微处理器模块1的输入端连接; 所述运算放大器芯片U2的第9引脚通过电阻R19与+5V电源的输出端连接,所述运算放大 器芯片U2的第10引脚通过电阻R20接地,所述运算放大器芯片U2的第8引脚与第9引脚 之间接有电阻R32。
[0056] 如图7所示,本实施例中,所述C相信号调理电路10包括型号为LM324N的运算放 大器芯片U3,所述运算放大器芯片U3的第4引脚与+12V电源的输出端连接,所述运算放大 器芯片U3的第11引脚与-12V电源的输出端连接,所述运算放大器芯片U3的第2引脚通 过电阻R21与C相电压传感器4的输出连接,且通过电阻R22与运算放大器芯片U3的第8 引脚相接,所述运算放大器芯片U3的第3引脚通过电阻R24接地,所述运算放大器芯片U3 的第1引脚与第2引脚之间接有电阻R23,所述运算放大器芯片U3的第1引脚为C相信号 调理电路10的电压信号输出端AD5且与微处理器模块1的输入端连接;所述运算放大器芯 片U3的第6引脚通过电阻R27与C相电流传感器7的输出连接,且通过电阻R25与运算放 大器芯片U3的第8引脚相接,所述运算放大器芯片U3的第5引脚通过电阻R28接地,所述 运算放大器芯片U3的第6引脚与第7引脚之间接有电阻R26,所述运算放大器芯片U3的第 7引脚为C相信号调理电路10的电流信号输出端AD6且与微处理器模块1的输入端连接; 所述运算放大器芯片U3的第9引脚通过电阻R29与+5V电源的输出端连接,所述运算放大 器芯片U3的第10引脚通过电阻R30接地,所述运算放大器芯片U3的第8引脚与第9引脚 之间接有电阻R33。
[0057] 本实施例中,所述微处理器模块1为单片机。
[0058] 如图8所示,本发明的三相异步电机负载转矩与功率因数测量方法,包括以下步 骤:
[0059] 步骤一、信号实时采集及传输:A相电压传感器2对三相异步电机的A相输入电压 进行周期为T的周期性检测并将检测到的A相输入电压u A实时输出给A相功率因数检测 电路12和A相信号调理电路8,A相电流传感器5对三相异步电机的A相输入电流i A进行 周期为T的周期性检测并将检测到的A相输入电流实时输出给A相功率因数检测电路12 和A相信号调理电路8 ;同时,B相电压传感器3对三相异步电机的B相输入电压进行周期 为T的周期性检测并将检测到的B相输入电压uB实时输出给B相功率因数检测电路13和 B相信号调理电路9,B相电流传感器6对三相异步电机的B相输入电流iB进行周期为T的 周期性检测并将检测到的B相输入电流实时输出给B相功率因数检测电路13和B相信号 调理电路9 ;同时,C相电压传感器4对三相异步电机的C相输入电压进行周期为T的周期 性检测并将检测到的C相输入电压ue实时输出给C相功率因数检测电路14和C相信号调 理电路10, C相电流传感器7对三相异步电机的C相输入电流进行周期为T的周期性检测 并将检测到的C相输入电流ie实时输出给C相功率因
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