三相异步电机负载转矩与功率因数测量系统及方法_4

文档序号:9545891阅读:来源:国知局
数检测电路14和C相信号调理电路 10 ;
[0060] 步骤二、信号预处理:A相功率因数检测电路12首先将其接收到的A相输入电压 %和A相输入电流i A均转换成方波,然后将两方波信号相与,得到A相输入电压u 4与A相 输入电流^过零点的时间差τ #传输给微处理器模块I ;B相功率因数检测电路13首先 将其接收到的B相输入电压%和B相输入电流i B均转换成方波,然后将两方波信号相与, 得到B相输入电压叫与B相输入电流i通零点的时间差τ 8并传输给微处理器模块I ;C 相功率因数检测电路14首先将其接收到的C相输入电压^和C相输入电流i ε均转换成方 波,然后将两方波信号相与,得到C相输入电压u。与C相输入电流i。过零点的时间差τ。并 传输给微处理器模块1 ;同时,A相信号调理电路8对其接收到的A相输入电压%和A相输 入电流^进行放大和滤波处理后输出给微处理器模块I ;Β相信号调理电路9对其接收到 的B相输入电压叫和B相输入电流i 8进行放大和滤波处理后输出给微处理器模块I ;C相 信号调理电路10对其接收到的C相输入电压叫和C相输入电流i ^进行放大和滤波处理后 输出给微处理器模块1 ;
[0061] 步骤三、三相异步电机负载转矩计算,具体过程为:
[0062] 步骤301、微处理器模块1根据公式
和公式
计算得到两相静止坐标系下的电压分量Ua和电压分量u p,并根据 公式
和公另
:计算得到两相静止坐标系下的电 流分量ia和电流分量i
[0063] 步骤 302、微处理器模块 1 根据公式Mem= np[ip (u a-Rsia)dt_ia (u p-Rsip) dt]计算得到电磁转矩Mem;其中RsS三相异步电机定子的电阻,η p为三相异步电机的极对 数,t为时间;
[0064] 步骤303、微处理器模块1根据公式M = Meni-M0计算得到三相异步电机负载转矩M, 其中,M。为三相异步电机空载转矩;
[0065] 步骤四、三相异步电机功率因数计算,具体过程为:
[0066] 步骤401、首先,微处理器模块1根据公式
Q计算得到角度φΑ,然后,微 处理器模块1根据公式COS Θ A= cos (90° -φ Α)计算得到三相异步电机的A相功率因数 COS θ Α;
[0067] 步骤402、首先,微处理器模块1根据公式
计算得到角度φΒ,然后,微 处理器模块1根据公式COS Θ B= cos (90° -φ Β)计算得到三相异步电机的B相功率因数 COS θ Β;
[0068] 步骤403、首先,微处理器模块1根据公式
计算得到角度Φ。,然后,微 处理器模块1根据公式COS Θ e= cos (90° -φ ε)计算得到三相异步电机的C相功率因数 COS Θ c;
[0069] 步骤五、三相异步电机负载转矩及功率因数输出:微处理器模块1将其计算得到 的三相异步电机负载转矩M、A相功率因数cos Θ A、B相功率因数cos Θ 8和C相功率因数 cos θ ε传输给液晶显示电路11进行输出显示。
[0070] 本实施例中,所述T的取值为0· 02ms。
[0071] 综上所述,本发明通过采集三相异步电机的三相输入电压和三相输入电流,再通 过微处理器模块的计算,不仅能够实现三相异步电机功率因数的测量,还能够实现三相异 步电机负载转矩的测量,实用性强,使用效果好,便于推广使用。
[0072] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。
【主权项】
1. 一种三相异步电机负载转矩与功率因数测量系统,其特征在于:包括微处理器模块 (1)、电压传感器组和电流传感器组,所述电压传感器组包括用于对三相异步电机的A相输 入电压进行检测的A相电压传感器(2)、用于对三相异步电机的B相输入电压进行检测的B 相电压传感器(3)和用于对三相异步电机的C相输入电压进行检测的C相电压传感器(4), 所述A相电压传感器(2)与三相异步电机的A相绕组并联,所述B相电压传感器(3)与三 相异步电机的B相绕组并联,所述C相电压传感器(4)与三相异步电机的C相绕组并联,所 述电流传感器组包括用于对三相异步电机的A相输入电流进行检测的A相电流传感器(5)、 用于对三相异步电机的B相输入电流进行检测的B相电流传感器(6)和用于对三相异步电 机的C相输入电流进行检测的C相电流传感器(7),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⑶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)。2. 按照权利要求1所述的三相异步电机负载转矩与功率因数测量系统,其特征在于: 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SN74R)8D 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。3. 按照权利要求1所述的三相异步电机负载转矩与功率因数测量系统,其特征在于: 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。4. 按照权利要求1所述的三相异步电机负载转矩与功率因数测量系统,其特征在于: 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。5. 按照权利要求1所述的三相异步电机负载转矩与功率因数测量系统,其特征在于: 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U1,所述运算放大器芯片 U1的第4引脚与+12V电源的输出端连接,所述运算放大器芯片U1的第11引脚与-12V电 源的输出端连接,所述运算放大器芯片U1的第2引脚通过电阻R1与A相电压传感器(2
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