一种利用极低频电流检测电动机相序方法及其装置制造方法
【专利摘要】针对现有检测电动机相序方法中存在的问题，本发明提供一种利用极低频电流检测电动机相序方法及其装置，该装置包括电源电路、选频电路、相移电路、检测电路和输出回路；选频电路、相移电路和检测电路与所述电源电路连接，电源电路用于为选频电路、相移电路和检测电路提供直流电，选频电路依次连接相移电路和输出回路；检测电路通过电流互感器连接在输出回路上，输出回路的输出端与电动机定子绕组相连，用于为电动机定子绕组提供极低频低压的三相交流电。为交流电动机三相绕组施加极低频低压三相交流电，使电动机保持在堵转状态，按负载要求的方向转动电动机的转轴，同时观察输出回路中的电流数值变化，实现准确、高效地检测电动机相序的目的。
【专利说明】一种利用极低频电流检测电动机相序方法及其装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及交流电动机相序识别领域，尤其涉及一种利用极低频电流检测电动机 相序方法及其装置。
【背景技术】
[0002] 在对电动机进行调试试车时，不同负载对电动机转向要求不同，试车时经常出现 电动机转向与负荷要求相反的情况，对部分机电一体化设备，电动机在不能与机械部分脱 开解锁进行空载试车的，且不允许反转的情况下，就要求预先确定电动机的正确转向的相 序。另外，传统直流感应法判断电动机相序时，操作繁琐，且容易造成电池组短路，测试人员 配合不熟练容易造成绕组极性的误判。一些情况下采用停工倒换电缆相序的方法，但这样 容易造成故障延时，特别是电动机的电缆很粗，不论在空间狭小的电动机接线盒里还是在 配电柜里倒换两相，都非常耗时费力。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中难以确定电动机相序的缺陷，提供 一种利用极低频电流检测电动机相序方法及其装置，准确、高效地检测电动机相序。
[0004] 本发明为解决其技术问题，首先提供一种利用极低频电流检测电动机相序方法， 该方法包括以下步骤： 1)提前确定待测电动机负载运行方向。
[0005] 2)给电动机施加一个极低频低压的三相交流电，使其处于堵转状态，读取此时电 动机定子绕组的电流值。
[0006] 3)按照步骤1)中待测电动机负载方向人为转动电动机的转轴，通过观察电动机定 子绕组电流值的变化来判断电动机相序。
[0007] 按上述技术方案，所述步骤2)中三相交流电为正相序极低频低压的正弦三相交流 电，频率为3?10Hz，电压小于24V。
[0008] 按上述技术方案，所述步骤3)中，如果电动机定子绕组电流值与步骤2)中所述电 流值相比变小，则待测电动机相序与所施加的极低频低压的三相交流电的相序相同；如果 电动机定子绕组电流值与步骤2)中所述电流值相比变大，则待测电动机相序与所施加的极 低频低压的三相交流电的相序相反。
[0009] 本发明还提供一种利用极低频电流检测电动机相序装置，该装置包括电源电路、 选频电路、相移电路、检测电路和输出回路；所述选频电路、相移电路和检测电路与所述电 源电路连接，电源电路用于为选频电路、相移电路和检测电路提供直流电，所述选频电路依 次连接相移电路和输出回路；所述检测电路通过电流互感器连接在输出回路上，输出回路 的输出端与电动机定子绕组相连，用于为电动机定子绕组提供极低频低压的三相交流电。 [0010] 按上述技术方案，所述电源电路中直流电源BT的正极与发光二极管Di的正极相 连，Di的负极与发光二极管D2的正极、智能数显表SXB的电源L负极、运算放大器ApA2、A 3 的同相输入端、报警回路开关κ2的1号端子相连接，BT的负极与直流电源开关Ki的一端相 连接，I的另一端与电阻&的一端、SXB的电源L正极、Ai、A2、A3的反相输入端、K 2的2号 端子相连接，&的另一端与D2的负极相连接。
[0011] 选频电路包括电容Ci、电容C2与电阻R2、电阻R 4 A的一端与R2的一端相连，并接 入Ai的反相输入端，C2的一端也接入Ai的反相输入端，Ci与R 2的另一端与相移电路中的电 阻r3的一端相连，c2的另一端与r 4的一端相连，r4的另一端与相移电路中的发光二极管d4 的正极相连。
[0012] 相移电路包括运算放大器Αρ A2、A3，滑动电阻R，电阻R3?电阻R13，电容C 3?电容 c4，发光二极管D3、发光二极管D4 ;电阻R3的另一端接入滑动电阻&的滑动端，滑动电阻& 的另一端与电阻R5的一端、发光二极管D 3的正极、发光二极管D4的负极相连，电阻R5的另 一端、d3的负极、d 4的正极相连后接入选频电路中的电阻r4的另一端；d3的负极与电阻r6、 电容c 3的一端相连，电阻r6的另一端与电容c4、电阻r8的一端相连接，电容c 4的另一端与 电容Q、电阻R2、电阻R3、电阻R7、电阻R 1(l、电阻R12的一端相连，电阻R8的另一端接在电阻 r9的一端和运算放大器A2的同相输入端上，电阻R9的另外一端接在运算放大器A 2的输出 端，电阻R7的另一端接在运算放大器A2的反相输入端；电容C 3的另一端与电阻R1(l、电阻Rn 的一端相连接，电阻Rn的另一端与电阻R13的一端、运算放大器A3的同相输入端相连，电阻 R 12的另一端与运算放大器^的反相输入端相连，电阻R13的另一端子接在运算放大器A3的 输出端。
[0013] 检测回路包括智能数显表SXB、电阻R14、电阻R15、发光二极管D 5、发光二极管D6、报 警回路开关κ2，其中智能数显表SXB通过电流互感器与输出回路连接，智能数显表SXB的 ΑΗ0端与AL0端并联后与报警回电阻路开关Κ2的3号端子相连，智能数显表SXB的ΑΗ0'端 与电阻R 14的一端相连、电阻R14的另一端与发光二极管D5的正极相连接，D5的负极与Κ 2的 4号端子相连，智能数显表SXB的AL0'端与电阻R15的一端相连、R15的另一端与D 6的正极 相连，D6的负极D5的负极相连。
[0014] 输出回路包括极低频调压器TYQ和交流输出端口 CA，运算放大器ApA2、A3的输出 端分别与极低频调压器TYQ的输入端Y 2、Υρ Y3相连，TYQ的输出端Sp S2、S3与输出端接口 CA的端子A'、B'、(T相连接，智能数显表SXB通过电流互感器与A'或者或者连 接。
[0015] 按上述技术方案，所述BT为10F20型直流蓄电池，ICR15为T0-220型限流电阻， C广C4为CL21X型电容，Di、D3、D4为1N4007型二极管，D 2为FG1330型黄色发光二极管，D5为 FG1130型红色发光二极管，D6为FG1430型绿色发光二极管，Ai、A2、A3为LM324型信号放大 器，TYQ为EE13型极低频调压器，ZHB为AD4A-10-1-1型数显表。
[0016] 本发明产生的有益效果是：使用本发明方法对电动机相序进行检测，可以减少现 场的连线及仪表的使用量，提高效率，同时解决了现有传统直流感应法测试电动机转动相 序时可操作时间过短，容易导致直流电源短路的问题。本发明方法可直接根据电流变化确 定电动机相序，操作简便，试验结果直观，可靠性强，降低传统直流感应检测电动机相序时 因操作人员之间配合不熟练对电动机相序造成误判的情况。同时，本方法可针对无剩磁电 动机进行准确的相序检测。综上所述，本发明提供的利用极低频电流检测电动机相序方法 及其装置，实现了准确、高效地检测电动机相序的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中： 图1是本发明实施例利用极低频电流检测电动机相序装置的结构框图； 图2是本发明实施例利用极低频电流检测电动机相序方法原理图； 图3是本发明实施例利用极低频电流检测电动机相序装置的电路图。
【具体实施方式】
[0018] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不 用于限定本发明。
[0019] 如图1所示，本发明实施例利用极低频电流检测电动机相序装置，该装置包括电 源电路11、选频电路12、相移电路13、检测电路14和输出回路15 ;所述选频电路、相移电路 和检测电路与所述电源电路连接，电源电路用于为选频电路、相移电路和检测电路提供直 流电，所述选频电路依次连接相移电路和输出回路；所述检测电路通过电流互感器连接在 输出回路上，输出回路的输出端与电动机定子绕组相连，用于为电动机定子绕组提供极低 频低压的三相交流电。
[0020] 本发明实施例利用极低频电流检测电动机相序方法工作过程中原理如图2所示， 电动机定子绕组产生的旋转磁动势的方向取决于电流的方向，对三相交流电动机通入正相 序极低频低压的正弦三相交流电，由于电流的相序为正相序的υ-v-w，则合成磁动势旋转方 向便沿着U相绕组轴线一V相绕组轴线一W相绕组轴线的正方向旋转，由于此正相序极低 频低压的正弦三相交流电的电压较低不足以驱动转子转动。通过人为外力作用使转轴沿某 一方向运动，如果此方向与施加磁场方向相同，电动机转差率减小，定子电流中用来抵消转 子电流所产生的磁通的影响的那部分电流也减小，回路有能耗输出则三相电流势必减小。 若方向相反，则外力作用需克服此电磁转矩T做功，转差率增加，转子电流增大，回路电流 增加。为了在实际使用时让电流变化明显，装置产生一个极低频三相正弦正相序交流电，能 够保证电动机额定转速与人工转动转轴速度接近，使测试过程电流变化明显，易于观察。
[0021] 本发明实施例利用极低频电流检测电动机相序方法，工作过程中首先提前确定待 测电动机负载运行方向，给电动机施加一个极低频低压的正相序正弦三相交流电，使其处 于堵转状态，读取此时电动机定子绕组的电流值。按照待测电动机负载方向人为转动电动 机的转轴，由于电动机定子绕组电流频率较低，此时转动电动机转轴会使转差率发生一个 较大变化，从而使电动机定子绕组电流也产生一个较大的变化，通过观察电动机定子绕组 电流值的变化情况来判断电动机相序。如果电动机定子绕组电流值与电动机堵转时所测电 流值相比变小，则待测电动机相序与所施加的极低频低压的三相交流电的相序相同；如果 电动机定子绕组电流值与电动机堵转时所测电流值相比变大，则待测电动机相序与所施加 的极低频低压的三相交流电的相序相反。
[0022] 本发明实施例利用极低频电流检测电动机相序装置中，该装置包括电源电路、选 频电路、相移电路、检测电路和输出回路；所述选频电路、相移电路和检测电路与所述电源 电路连接，电源电路用于为选频电路、相移电路和检测电路提供直流电，所述选频电路依次 连接相移电路和输出回路；所述检测电路通过电流互感器连接在输出回路上，输出回路的 输出端与电动机定子绕组相连，用于为电动机定子绕组提供极低频低压的三相交流电。
[0023] 如图3所示，所述电源电路中直流电源BT的正极与发光二极管Di的正极相连，Di 的负极与发光二极管D 2的正极、智能数显表SXB的电源L负极、运算放大器ApA2、A3的同相 输入端、报警回路开关K 2的1号端子相连接，BT的负极与直流电源开关&的一端相连接， I的另一端与电阻&的一端、SXB的电源L正极、Ai、A 2、A3的反相输入端、K2的2号端子相 连接，&的另一端与D 2的负极相连接。
[0024] 选频电路包括电容Q、电容C2与电阻R2、电阻R 4 A的一端与R2的一端相连，并接 入Ai的反相输入端，C2的一端也接入Ai的反相输入端，Ci与R 2的另一端与相移电路中的电 阻r3的一端相连，c2的另一端与r 4的一端相连，r4的另一端与相移电路中的发光二极管d4 的正极相连。
[0025] 相移电路包括运算放大器Ap A2、A3，滑动电阻R，电阻R3?电阻R13，电容C 3?电容 C4，发光二极管D3、发光二极管D4 ;电阻R3的另一端接入滑动电阻&的滑动端，滑动电阻& 的另一端与电阻R5的一端、发光二极管D 3的正极、发光二极管D4的负极相连，电阻R5的另 一端、d3的负极、d 4的正极相连后接入选频电路中的电阻r4的另一端；d3的负极与电阻r6、 电容c 3的一端相连，电阻r6的另一端与电容c4、电阻r8的一端相连接，电容c 4的另一端与 电容Q、电阻R2、电阻R3、电阻R7、电阻R 1(l、电阻R12的一端相连，电阻R8的另一端接在电阻 r9的一端和运算放大器A2的同相输入端上，电阻R9的另外一端接在运算放大器A 2的输出 端，电阻R7的另一端接在运算放大器A2的反相输入端；电容C 3的另一端与电阻R1(l、电阻Rn 的一端相连接，电阻Rn的另一端与电阻R13的一端、运算放大器A3的同相输入端相连，电阻 R 12的另一端与运算放大器^的反相输入端相连，电阻R13的另一端子接在运算放大器A3的 输出端。
[0026] 检测回路包括智能数显表SXB、电阻R14、电阻R15、发光二极管D 5、发光二极管D6、报 警回路开关K2，其中智能数显表SXB通过电流互感器与输出回路连接，智能数显表SXB的 ΑΗ0端与AL0端并联后与报警回电阻路开关Κ 2的3号端子相连，智能数显表SXB的ΑΗ0'端 与电阻R14的一端相连、电阻R14的另一端与发光二极管D 5的正极相连接，D5的负极与Κ2的 4号端子相连，智能数显表SXB的AL0'端与电阻R 15的一端相连、R15的另一端与D6的正极 相连，D6的负极D 5的负极相连。
[0027] 输出回路包括极低频调压器TYQ和交流输出端口 CA，运算放大器ApA2、A3的输出 端分别与极低频调压器TYQ的输入端Y 2、Υρ Y3相连，TYQ的输出端Sp S2、S3与输出端接口 CA的端子A'、B'、(T相连接，智能数显表SXB通过电流互感器与A'或者或者连 接。
[0028] 本发明实施例中，所述BT为10F20型直流蓄电池，ICR15为T0-220型限流电阻， C广C4为CL21X型电容，Di、D3、D4为1N4007型二极管，D 2为FG1330型黄色发光二极管，D5为 FG1130型红色发光二极管，D6为FG1430型绿色发光二极管，Ai、A2、A3为LM324型信号放大 器，TYQ为EE13型极低频调压器，ZHB为AD4A-10-1-1型数显表。
[0029] 利用极低频电流检测电动机相序装置在使用过程中，输出回路中的输出端接口 CA 的端子A'、B'、C'由导线分别对应连接被测交流电动机的三相绕组标记为U、V、W的接 线柱上，实现为电动机提供一个正相序极低频低压的正弦三相交流电，以满足测试要求。合 上直流电源开关1，此时发光二极管Di亮，表示直流电源BT直流供电正常。同时输出端接 口 SC为交流电动机三相绕组施加一正相序的极低频低压三相交流电，使电动机保持在堵 转状态。此时按负载要求的方向转动电动机的转轴，同时观察SXB的电流显示数值，如果电 流数值减小，则此电动机为正相序，否则为逆相序。本发明实施例在实际测试过程中，合上 智能数显表SXB的报警回路开关K 2，检测时读取SXB的电流显示数值，然后依照电流数值上 下5%设置电流上下限报警，完成后按负载要求的方向转动电动机的转轴，一旦电流变化率 超过5%，电流表报警输出，此时观察二极管发光情况，如果红色发光二极管D 5亮，则电动机 相序为逆相序，如果绿色发光二极管D6亮，则电动机相序为正相序。
[0030] 应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1. 一种利用极低频电流检测电动机相序方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 提如确定待测电动机负载运行方向； 2) 给电动机施加一个极低频低压的三相交流电，使其处于堵转状态，读取此时电动机 定子绕组的电流值； 3) 按照步骤1)中待测电动机负载方向人为转动电动机的转轴，通过观察电动机定子绕 组电流值的变化来判断电动机相序。
2. 根据权利要求1所述的利用极低频电流检测电动机相序方法，其特征在于，所述步 骤2)中三相交流电为正相序极低频低压的正弦三相交流电，频率3?10Hz，电压小于24V。
3. 根据权利要求1所述的利用极低频电流检测电动机相序方法，其特征在于，所述步 骤3)中，如果电动机定子绕组电流值与步骤2)中所述电流值相比变小，则待测电动机相序 与所施加的极低频低压的三相交流电的相序相同；如果电动机定子绕组电流值与步骤2) 中所述电流值相比变大，则待测电动机相序与所施加的极低频低压的三相交流电的相序相 反。
4. 一种利用极低频电流检测电动机相序装置，其特征在于，该装置包括电源电路、选 频电路、相移电路、检测电路和输出回路；所述选频电路、相移电路和检测电路与所述电源 电路连接，电源电路用于为选频电路、相移电路和检测电路提供直流电，所述选频电路依次 连接相移电路和输出回路；所述检测电路通过电流互感器连接在输出回路上，输出回路的 输出端与电动机定子绕组相连，用于为电动机定子绕组提供极低频低压的三相交流电。
5. 根据权利要求4所述的利用极低频电流检测电动机相序装置，其特征在于，所述电 源电路中直流电源BT的正极与发光二极管Di的正极相连，Di的负极与发光二极管D 2的正 极、智能数显表SXB的电源L负极、运算放大器ApA2、A3的同相输入端、报警回路开关K 2的 1号端子相连接，ΒΤ的负极与直流电源开关&的一端相连接，&的另一端与电阻札的一端、 SXB的电源L正极、Ai、A2、A3的反相输入端、K2的2号端子相连接，&的另一端与D 2的负极 相连接； 选频电路包括电容Ci、电容C2与电阻R2、电阻R4 4的一端与R2的一端相连，并接入Ai 的反相输入端，C2的一端也接入Ai的反相输入端，Ci与R2的另一端与相移电路中的电阻R 3 的一端相连，c2的另一端与r4的一端相连，r4的另一端与相移电路中的发光二极管d 4的正 极相连； 相移电路包括运算放大器ApA2、A3，滑动电阻R，电阻R3?电阻R 13，电容C3?电容C4，发 光二极管D3、发光二极管D4 ;电阻R3的另一端接入滑动电阻&的滑动端，滑动电阻&的另 一端与电阻R5的一端、发光二极管D 3的正极、发光二极管D4的负极相连，电阻R5的另一端、 D3的负极、D4的正极相连后接入选频电路中的电阻R4的另一端；D 3的负极与电阻R6、电容c3 的一端相连，电阻R6的另一端与电容c4、电阻R8的一端相连接，电容C 4的另一端与电容Q、 电阻R2、电阻馬、电阻&、电阻Rio、电阻R12的一端相连，电阻馬的另一端接在电阻馬的一 端和运算放大器A 2的同相输入端上，电阻R9的另外一端接在运算放大器A2的输出端，电阻 R7的另一端接在运算放大器A2的反相输入端；电容C3的另一端与电阻R 1(l、电阻Rn的一端 相连接，电阻Rn的另一端与电阻R13的一端、运算放大器A 3的同相输入端相连，电阻R12的 另一端与运算放大器A3的反相输入端相连，电阻R 13的另一端子接在运算放大器A3的输出 端； 检测回路包括智能数显表SXB、电阻R14、电阻R15、发光二极管D5、发光二极管D 6、报警回 路开关K2，其中智能数显表SXB通过电流互感器与输出回路连接，智能数显表SXB的AHO端 与ALO端并联后与报警回电阻路开关Κ 2的3号端子相连，智能数显表SXB的ΑΗΟ'端与电阻 R14的一端相连、电阻R14的另一端与发光二极管D5的正极相连接，D 5的负极与Κ2的4号端 子相连，智能数显表SXB的ALO'端与电阻R15的一端相连、R 15的另一端与D6的正极相连， D6的负极D5的负极相连； 输出回路包括极低频调压器TYQ和交流输出端口 CA，运算放大器4、A2、A3的输出端分 别与极低频调压器TYQ的输入端Y2、YpY3相连，TYQ的输出端SpS2、S 3与输出端接口 CA的 端子A'、B'、(T相连接，智能数显表SXB通过电流互感器与A'或者或者C'连接。
6.根据权利要求5所述的电动机相序检测装置，其特征在于，所述BT为10F20型直流 蓄电池，lCR15为T0-220型限流电阻，C广C4为CL21X型电容，DpD3、D 4为1N4007型二极管， D2为FG1330型黄色发光二极管，D5为FG1130型红色发光二极管，D6为FG1430型绿色发光 二极管，Ai、A 2、A3为LM324型信号放大器，TYQ为EE13型极低频调压器，ZHB为AD4A-10-1-1 型数显表。
【文档编号】G01R29/18GK104215839SQ201410481629
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】李锐, 李德家, 郑运洪, 季华锋, 余畅 申请人:中国一冶集团有限公司