一种单相永磁同步电动机堵转检测电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种单相永磁同步电动机堵转检测电路，用于检测电机堵转。包括单相交流电，与单相交流电相接的控制电模块、电压检测模块和电机模块，与控制电模块相接的MCU模块和电流检测模块，以及与MCU模块相接的显示模块。单相交流电一方面由控制电模块转换为弱电用于供电，另一方面被电压检测模块检测实时电压，电流检测模块用于检测单相永磁同步电动机实时电流，由电压检测模块和电流检测模块得到的模拟量送入到MCU模块转换为数字量，并得到一个电流与电压的比值，通过判断该比值的范围就能检测是否堵转。
【专利说明】
一种单相永磁同步电动机堵转检测电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种检测电机堵转的电路，尤其是涉及一种单相永磁同步电动机正常工作过程中出现意外堵转时的检测电路。
【背景技术】
[0002]单相永磁同步电动机兼具永磁同步电动机优越性能的同时，控制方式简单易行，具有广阔的应用前景。然而对于小功率(如十几瓦)电机而言，在其工作过程中，供给电机的单相交流电压会受市电用电情况产生大小变化，若在工作过程中出现意外堵转，堵转后的电流大小不仅变化很小，而且受供电电压影响。因此仅靠检测电机工作电流大小变化的方式并不适用。目前常用的措施是在电机周围安装检测其转速的传感器，当判断转速异常时可认为电机出现堵转;该方案虽解决了检测堵转的问题，但具有以下几点不足:
[0003](I)电机外围增加了安装传感器的机构；
[0004](2)传感器安装距离有严格要求，否则感应失效；
[0005](3)增加传感器的同时减小了系统可靠性；
[0006](4)增加了成本。
【发明内容】
[0007]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足与缺陷，提供一种可靠经济的堵转检测电路，容易操作，实用性强，便于推广使用。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种单相永磁同步电动机堵转检测电路，其特征在于:包括单相交流电，与单相交流电相接的控制电模块、电压检测模块和电机模块，与控制电模块相接的MCU模块和电流检测模块，以及与MCU模块相接的显不丰旲块。
[0009]上述一种单相永磁同步电动机堵转检测电路，其特征在于:所述电流检测模块和电压检测模块分别包括采样电阻、电流互感器、整流电路、负载电路和滤波及钳位电路，所述MCU模块包括MCU硬件模块和MCU软件模块，所述MCU软件模块包括主程序、初始化子程序、AD处理子程序、滤波算法子程序、比值处理子程序、比值判断子程序和送显示程序。
[0010]上述一种单相永磁同步电动机堵转检测电路，其特征在于:所述单相交流电一方面由控制电模块转换为弱电，用于其他模块的供电，另一方面被电压检测模块检测实时电压，电流检测模块用于测量单相永磁同步电动机实时工作电流，当单相交流电压发生大小变化或电机堵转造成电流细微变化时，由电压检测模块得到的模拟量电压值将随着变化，由电流检测模块得到的模拟量电压值也将随之变化，MCU硬件模块将所述动态的两个模拟量送入到MCU软件模块，进行模拟量到数字量的转换，经比值处理子程序处理后得到一个数字量电流值与数字量电压值的比值，单相永磁同步电动机正常工作时，该比值在一定范围内波动，当出现堵转或停转以及单相交流电压变化时，比值判断子程序将依据设定值判断该比值是否超出正常范围，确认堵转后，送显示子程序将给出堵转或停转标识，并在显示模块上显示，完成单相永磁同步电动机的堵转检测。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的原理框图
[0012]图2为本实用新型的控制电模块电路原理图；
[0013]图3为本实用新型的电机模块电路原理图；
[0014]图4为本实用新型的电流检测模块电路原理图；
[0015]图5为本实用新型的电压检测模块电路原理图；
[0016]图6为本实用新型的M⑶模块局部和显示模块电路原理图；
[0017]图1中，1-单相交流电；2-控制电模块;3-电机模块;4-电流检测模块;5-电压检测模块;6-MCU模块;7-显示模块。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合附图及具体实施实例来对本实用新型进行详细的说明，但并不代表本实用新型的全部思想，不作为对本实用新型的限定。
[0019]如图1所示，本实用新型包括单相交流电I，与单相交流电I相接的控制电模块2、电机模块3和电压检测模块5，与控制电模块2相接的电流检测模块4和MCU模块6，以及与MCU模块6相接的显示模块7。
[0020]上述单相永磁同步电动机堵转检测电路，参照图2，其特征在于:图1中所述控制电模块2中，图1中所述单相交流电I依次经变压器T3和整流桥Z3转变为12V直流电，由三端稳压器U3将12V降为5V直流电，以满足其他模块的供电需求;所述控制电模块电路中，电容C6和C7用于12V电源低频和高频的滤波，电容C9和C8用于5V电源低频和高频的滤波。
[0021]上述单相永磁同步电动机堵转检测电路，参照图3，其特征在于:图1中所述电机模块3中，电机Ml的一根相线经开关SI连接到单相交流电的火线端，Ml的另外两根相线连接开关S2的双端子侧，同时两根相线间跨接电容Cl用于电机启动。
[0022]上述单相永磁同步电动机堵转检测电路，参照图4，其特征在于:图1中所述电流检测模块4中，采样电阻R13两端分别接到所述图3中的S2单端子侧和所述单相交流电I的零线端，电机工作电流在R13两端转化为交流电压，电流互感器Tl的原边经限流电阻R14与R13并联，TI副边感应出的交流电压经整流桥ZI变换成模拟量直流电SA_ADC，负载电阻Rl 5起到稳压作用，电容C4和C2用于A_ADC信号低频和高频的滤波，钳位二极管Dl限制A_ADC的变化范围不超过0-5V，以保护MCU。
[0023]上述单相永磁同步电动机堵转检测电路，参照图5，其特征在于:图1中所述电压检测模块5中，电流互感器T2的原边经限流电阻R16接到所述单相交流电I的火线和零线端，T2副边感应出的交流电压经整流桥Z2变换成模拟量直流电SV_ADC，负载电阻R17起到稳压作用，电容C5和C3用于V_ADC信号低频和高频的滤波，钳位二极管D2限制V_ADC的变化范围不超过0-5V，以保护MCU。
[0024]上述单相永磁同步电动机堵转检测电路，参照图6，其特征在于:图1中所述M⑶模块6和显示模块7中，Ul的供电为所述控制电模块2产生的5V，所述电流检测模块4和电压检测模块5产生的A_AD(^PV_ADC分别连接Ul的两个AD采样引脚，显示模块7中的U2的12个引脚经电阻R1-R12连接到Ul的引脚。
[0025]实施实例:检测单相永磁同步电动机工作过程出现堵转或停转的工况。
[0026]本实施实例中，包括单相交流电I，控制电模块2、电机模块3、电流检测模块4、电压检测模块5、MCU模块6以及显示模块7。单相交流电I经控制电模块2产生5V电源供给其他需要的模块，同时电机模块3由单相交流电I供给50Hz交流电，开始转动后，交流电压经电压检测模块5内部的电阻R16、互感器T2、整流桥Z2、负载电阻R17、滤波电容C3和C5及钳位二极管D2转换为电压信号￥_六0(:，电流经电流检测模块4内部的电阻R13和R14、互感器Tl、整流桥Z1、负载电阻R15、滤波电容C12和C4及钳位二极管Dl转换为电压信号々_々0(:，电压的信号V_ADC和电流的信号A_ADC分别被mj模块6的模拟量-数字量转换端口ADO(引脚40)与ADl (引脚39)读取，单相交流电I大小的变化将引起V_ADC变化，电机堵转或停转将引变化，两者经MCU模块6内部的AD处理子程序、滤波算法子程序和比值处理子程序处理后得到一个比值，通过比值判断子程序判断该比值的波动范围，当电机出现堵转或停转后，送显示子程序将堵转的代码送显示模块7显示出来，至此，完成了单相永磁同步电动机堵转或停转的检测工作。
【主权项】
1.一种单相永磁同步电动机堵转检测电路，其特征在于:包括单相交流电(I)，与单相交流电(I)相接的控制电模块(2 )、电机模块(3 )和电压检测模块(5 )，与控制电模块(2 )相接的电流检测模块(4)和MCU模块(6)，以及与MCU模块(6)相接的显示模块(7)。2.按照权利要求1所述的单相永磁同步电动机堵转检测电路，其特征在于:所述控制电模块(2)包括变压器T3、整流桥Z3、三端稳压器U3、电容C6、C7、C9和C8，产生12V电源和5V电源用于其他需要供电的模块供电。3.按照权利要求1所述的单相永磁同步电动机堵转检测电路，其特征在于:所述电机模块(3)包括开关SI和S2，电容Cl以及电机Ml。4.按照权利要求1所述的单相永磁同步电动机堵转检测电路，其特征在于:所述电流检测模块(4)包括电阻R13、R14、R15、电流互感器Tl、整流桥Z1、电容C2、C4、二极管D1，用于检测电机工作电流。5.按照权利要求1所述的单相永磁同步电动机堵转检测电路，其特征在于:所述电压检测模块(5)包括电阻R16、R17、电流互感器T2、整流桥Z2、电容C3、C5、二极管D2，用于检测电机工作电压。6.按照权利要求1所述的单相永磁同步电动机堵转检测电路，其特征在于:所述MCU模块(6)和显示模块(7)包括单片机Ul、数码管U2、电阻R1-R12，其中:MCU模块(6)中的硬件模块用于采集电机工作电流和电压后，经软件模块处理将单相永磁同步电动机堵转标志在显示模块(7)上显示出来。
【文档编号】G01R31/34GK205679742SQ201620213116
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年3月21日 公开号201620213116.8, CN 201620213116, CN 205679742 U, CN 205679742U, CN-U-205679742, CN201620213116, CN201620213116.8, CN205679742 U, CN205679742U
【发明人】李慧君
【申请人】云南财经大学