一种电动马达转速测量装置的制作方法

本实用新型涉及马达转速测量技术领域，尤其涉及一种电动马达转速测量装置。

背景技术：

电动马达(Electric motor)，又称为马达或电动机，是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，用来驱动其他装置的电气设备。在工业自动化生产中，经常会对电动马达转速进行检测，以及时发现电动马达工作的异常情况，一旦出现故障前兆及时采取相应措施，可避免停机检修造成的巨大经济损失。目前，电动马达的测量方式是在电机上安装电刷和换向器，再配上相应的测量电路来实现，但由于电刷和换向器的摩擦，增加了被测电机的粘滞转矩，灵敏度低，同时由于电刷和换向器的间断接触或不良接触引起射频噪声，产生电磁干扰，会直接影响到电动马达的测量精度，直接导致电动马达的转速测量在生产过程中无法得到有效的监测保障。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电动马达转速测量装置，根据本实用新型的测量装置可以稳定、准确地测量马达的旋转速度，能够及时反应马达旋转时的工作状况，使转速测量匹配性做的更好，以减少电机的磨损，为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

根据本发实用新型的一个方面，提供了一种电动马达转速测量装置，包括转速检测单元、信号调理单元、中央控制单元、信号显示单元、信号报警单元、电源电路和信号转换接口单元，所述转速检测单元的信号输入端与电机的输出端连接，所述转速检测单元的信号输出端与所述信号调理单元的输入端连接，所述信号调理单元的输出端与所述中央控制单元连接，所述中央控制单元还分别与所述信号显示单元、信号报警单元和信号转换接口单元连接，所述电源电路的输出端分别与信号调理单元的电源端、中央控制单元的电源端、信号显示单元的电源端、信号报警单整流滤波电路元的电源端、信号转换接口单元的电源端连接。

优选的，所述信号调理单元包括整流滤波电路、信号分压限幅电路、信号补偿电路和信号隔离电路，所述整流滤波电路的输入端与所述转速检测单元的输出端连接，所述整流滤波电路的输出端与所述信号分压限幅电路的输入端连接，该信号分压限幅电路的输出端与所述信号补偿电路的输入端连接，该信号补偿电路的输出端与所述信号隔离电路连接，该信号隔离电路的输出端与所述中央控制单元的数字计数输入端连接，所述电源电路分别与所述信号补偿电路的电源端、信号隔离电路的电源端、中央控制单元的电源端连接。

优选的，所述整流滤波电路包括整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4、电阻R1和电容C1，所述信号分压限幅电路包括电阻R2、限幅二级管D5和限幅二级管D6，所述信号补偿电路包括电阻 R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C3、电容C4和运算放大器U1，所述信号隔离电路包括光耦隔离器U2、电阻R7和电阻R8；所述转速检测单元的输出端的第一输出端分别与所述整流二极管D1的阳极、整流二极管D2的阴极连接，所述转速检测单元的第二输出端分别与所述整流二极管D3的阳极、整流二极管D4的阴极连接，所述整流二极管D1的阴极、整流二极管 D3阴极分别与所述电阻R1的一端连接，该电阻R1的另一端分别与所述电容 C1的一端、电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端分别与限幅二级管 D5的阳极、限幅二级管D6的阴极、电容C3的一端、电容C4的一端连接，该电容C4的另一端与电阻R3的一端连接，该阻R3的另一端与所述运算放大器U1的负极输入端连接，所述电阻R4的一端与所述运算放大器U1的正极输入端、电阻R5的一端连接，所述运算放大器U1的输出端分别与电阻R5 的另一端、电阻R6的一端、电阻R7的一端连接，该电阻R6的另一端与所述电压电路连接，该电阻R7的另一端与所述光耦隔离器U2的阳极连接，该光耦隔离器U2的集电极分别与所述电阻R8的一端、中央控制单元的数字计数输入端连接，该电阻R8的另一端与电源电路连接，所述整流二极管D2的阳极、整流二极管D4阳极、限幅二级管D5的阴极、限幅二级管D6的阳极、电阻R4的另一端、电容C1的另一端、电容C3的另一端、光耦隔离器U2的阴极、光耦隔离器U2的发射极与地连接。

优选的，所述运算放大器U1采用的放大器型号为LM311芯片，所述光耦隔离器U2采用的型号为4N28隔离器。

优选的，所述中央控制单元采用单片机处理器，该单片机处理器采用的型号为MSP430系列单片机。

优选的，所述转速检测单元采互感器进行检测，该互感器采用电流互感器或电压互感器。

本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型的测量装置能快速地对马达转速进行测量，当电马达旋转时，互感器采集受到马达定子上线圈所产生的电流并输出获得与转速成正比例的电流信号，并对输出的电流信号进行整形、滤波、放大和补偿后输出稳定良好的脉冲波形，以便于单片机控制器进行脉冲计数，使转速测量匹配性做的更好，以减少电机的磨损。本实用新型测量精度高、抗干扰性强、工作稳定、可靠性高、使用方便、实用性强，可以节约人力资源，减低测量成本，从而提高工作效率

附图说明

图1是本实用新型一种马达转速测量装置的测量原理图；

图2是本实用新型的信号调理单元的调理原理框图；

图3是是本实用新型的信号调理单元的电路工作原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

如图1所示，根据本实用新型的一种马达转速测量装置，包括转速检测单元、信号调理单元、中央控制单元、信号显示单元、信号报警单元、电源电路和信号转换接口单元，所述转速检测单元的信号输入端与电机的输出端连接，所述转速检测单元的信号输出端与所述信号调理单元的输入端连接，所述信号调理单元的输出端与所述中央控制单元连接，所述中央控制单元还分别与所述信号显示单元、信号报警单元和信号转换接口单元连接，所述电源电路的输出端分别与信号调理单元的电源端、中央控制单元的电源端、信号显示单元的电源端、信号报警单整流滤波电路元的电源端、信号转换接口单元的电源端连接，；所述中央控制单元采用单片机处理器，该单片机处理器采用的型号为MSP430系列单片机。

如图2所示，所述信号调理单元包括整流滤波电路、信号分压限幅电路、信号补偿电路和信号隔离电路，所述整流滤波电路的输入端与所述转速检测单元的输出端连接，所述整流滤波电路的输出端与所述信号分压限幅电路的输入端连接，该信号分压限幅电路的输出端与所述信号补偿电路的输入端连接，该信号补偿电路的输出端与所述信号隔离电路连接，该信号隔离电路的输出端与所述中央控制单元的数字计数输入端连接，所述电源电路分别与所述信号补偿电路的电源端、信号隔离电路的电源端、中央控制单元的电源端连接。

如图3所示，所述整流滤波电路包括整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4、电阻R1和电容C1，所述信号分压限幅电路包括电阻R2、限幅二级管D5和限幅二级管D6，所述信号补偿电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C3、电容C4和运算放大器U1，所述信号隔离电路包括光耦隔离器U2、电阻R7和电阻R8；所述转速检测单元的输出端的第一输出端分别与所述整流二极管D1的阳极、整流二极管D2 的阴极连接，所述转速检测单元的第二输出端分别与所述整流二极管D3的阳极、整流二极管D4的阴极连接，所述转速检测单元采互感器T1进行检测，该互感器采用电流互感器或电压互感器，电流互感器或电压互感器的初级线圈连接在马达线圈中定子电流导线中，通过电流互感器的次级线圈耦合输出至整流滤波电路，本实用新型具体采用电流互感器进行检测，所述整流二极管D1的阴极、整流二极管D3阴极分别与所述电阻R1的一端连接，该电阻 R1的另一端分别与所述电容C1的一端、电阻R2的一端连接，所述电阻R2 的另一端分别与限幅二级管D5的阳极、限幅二级管D6的阴极、电容C3的一端、电容C4的一端连接，该电容C4的另一端与电阻R3的一端连接，该阻R3的另一端与所述运算放大器U1的负极输入端连接，所述电阻R4的一端与所述运算放大器U1的正极输入端、电阻R5的一端连接，所述运算放大器U1的输出端分别与电阻R5的另一端、电阻R6的一端、电阻R7的一端连接，该电阻R6的另一端与所述电压电路连接，该电阻R7的另一端与所述光耦隔离器U2的阳极连接，该光耦隔离器U2的集电极分别与所述电阻R8的一端、中央控制单元的数字计数输入端连接，该电阻R8的另一端与电源电路连接，所述整流二极管D2的阳极、整流二极管D4阳极、限幅二级管D5的阴极、限幅二级管D6的阳极、电阻R4的另一端、电容C1的另一端、电容 C3的另一端、光耦隔离器U2的阴极、光耦隔离器U2的发射极与地连接，所述电源电路输出的电压分别为12V和5V，其中，电阻R6连接电源电路输出的12V电压，电阻R8连接电源电路输出的5V电压，所述运算放大器U1采用的放大器型号为LM311芯片，所述光耦隔离器U2采用的型号为4N28隔离器。

通过电流互感器检测马达旋转时在定子线圈上产生的电流信号，耦合输出的电流转速信号经过整形和滤波之后，再通过耦合电容C4输入至运算放大器U1进行限幅和补偿行大处理，为防止放大的信号过大而损坏器件，采用限幅二级管对放大的信号进行限幅处理，然后放大信号通过LM311放大芯片、电阻R4、电阻R5和电阻R6组成的比较电路进行分压、二次限幅和整形，同时对输出信号进行信号补偿、二次限幅和整理交流电压波形的作用，对输出有效交流电压方波，最后通过光耦进行隔离和电平转换输出0-5V稳定良好的脉冲波形，然后将输出的脉冲波形送入单片机处理器的数字计数输入端INT0，以便于单片机处理器进行脉冲计数，单片机处理器得到计数结果后并对计数结果进行译码，从而得到译码信号，用于依据译码信号对电机的转速进行显示(采用LCD液晶显示屏进行显示，或通过信号接口转换单元，例如，采用串口或USB接口进行转换输出)，通过本实用新型的电机转速测量电路的结构简单，操作方便且准确性高，操作方便。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。