本实用新型涉及电机检测技术领域，尤其是涉及一种智能电机在线检测的电流信号调理电路和电流检测装置。
背景技术：
电机是把电能转换成机械能的一种电气设备，在工业生产中，电机的应用非常广泛，在全社会电能消耗中，有70％左右耗费在工业领域，而工业电机的耗电量又占据整个工业领域用电的70％。由于电机发生的故障，导致产生的经济损失也非常巨大，电机的检修和维护一直以来都是工业生产的重要课题。
通常情况下可以进行电机检测，来保证电机的正常运行，从而避免故障发生造成的重大经济损失。而在电机检测中，为了获取电动机的工作状态数据，需要进行电流信号调理。对于电机变频器输出的电流，现有的电流信号调理电路不能直接获取该电流，且由于信号干扰较大，导致后续电流的计量不准确。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种智能电机在线检测的电流信号调理电路和电流检测装置，以直接采集电机变频器的输出电流，调整过程中滤除高频分量并降低信号干扰，使得后续电流的计量更准确。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种智能电机在线检测的电流信号调理电路，包括对应于三相交流信号的每一相电流信号的信号调整通道；每个所述信号调整通道均包括电流互感器、调整电容、差分电压电路及滤波电路；
其中所述电流互感器用于采集电机的输入电流以获取采样电流；
所述调整电容与所述电流互感器并联，用于对所述采样电流进行高频滤波，得到滤波电流信号；
所述差分电压电路与所述调整电容连接，用于将所述滤波电流信号转换为差分电压信号；
所述滤波电路与所述差分电压电路连接，用于对所述差分电压信号进行双向滤波，得到模拟量信号。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括静电保护电路，所述静电保护电路与所述滤波电路连接。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述差分电压电路包括第一差分电阻和第二差分电阻；
所述第一差分电阻的第一端连接所述调整电容的第一端；所述第二差分电阻的第一端连接所述调整电容的第二端；所述第一差分电阻的第二端和所述第二差分电阻的第二端均接地。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述滤波电路包括两级滤波电路。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述滤波电路包括RLC滤波电路和RC滤波电路；
所述RLC滤波电路的输入端与所述差分电压电路连接，所述RLC滤波电路的输出端与所述RC滤波电路的输入端连接，所述RC滤波电路的输出端输出所述模拟量信号。
结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述RLC滤波电路包括第一滤波电感、第一滤波电阻、第一滤波电容、第二滤波电感、第二滤波电阻和第二滤波电容；
所述第一滤波电感的第一端和所述第二滤波电感的第一端作为输入端连接所述差分电压电路；所述第一滤波电感的第二端连接所述第一滤波电阻的第一端；所述第一滤波电阻的第二端连接所述第一滤波电容的第一端；所述第二滤波电感的第二端连接所述第二滤波电阻的第一端；所述第二滤波电阻的第二端连接所述第二滤波电容的第一端；所述第一滤波电容的第二端和所述第二滤波电容的第二端均接地。
结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述RC滤波电路包括第三滤波电阻、第三滤波电容、第四滤波电阻和第四滤波电容；
所述第三滤波电阻的第一端连接所述第一滤波电阻的第二端；所述第三滤波电阻的第二端连接所述第三滤波电容的第一端；所述第四滤波电阻的第一端连接所述第二滤波电阻的第二端；所述第三滤波电容的第二端和所述第四滤波电容的第二端均接地。
结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述静电保护电路包括第一二极管和第二二极管；
所述第一二极管的阴极连接所述第三滤波电容的第一端；所述第一二极管的阳极连接所述第二二极管的阴极；所述第二二极管的阳极连接所述第四滤波电容的第一端。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述电流互感器的变比为2000:1。
第二方面，本实用新型实施例还提供一种电流检测装置，包括电量计算器、主控板和如第一方面及其任一种可能的实施方式所述的电流信号调理电路；
所述电流信号调理电路与所述电量计算器连接；所述电量计算器还与所述主控板连接。
本实用新型实施例带来了以下有益效果：
在本实用新型的实施例中，该智能电机在线检测的电流信号调理电路包括对应于三相交流信号的每一相电流信号的信号调整通道；每个信号调整通道均包括电流互感器、调整电容、差分电压电路及滤波电路；其中电流互感器用于采集电机的输入电流以获取采样电流；调整电容与电流互感器并联，用于对采样电流进行高频滤波，得到滤波电流信号；差分电压电路与调整电容连接，用于将滤波电流信号转换为差分电压信号；滤波电路与差分电压电路连接，用于对差分电压信号进行双向滤波，得到模拟量信号。本实用新型实施例提供的技术方案，通过电流互感器采集变频器输出到电机的输入电流，对该输入电流进行采样以获得采样电流，通过调整电容滤除其中的高频分量，然后将滤波电流转变为差分电压信号，从而进行双向滤波，进而滤除电流回路中的噪声干扰，最终得到模拟量信号。因此，本实用新型实施例可以直接采集变频器输出到电机的输入电流，调整过程中滤除了高频分量并降低了信号干扰，使得后续电流的计量更准确。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的智能电机在线检测的电流信号调理电路的第一种结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的智能电机在线检测的电流信号调理电路的第二种结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的智能电机在线检测的电流信号调理电路的电路图；
图4为本实用新型实施例提供的电流检测装置的结构示意图。
图标：
100-电流互感器；200-调整电容；300-差分电压电路；400-滤波电路；410-RLC滤波电路；420-RC滤波电路；500-静电保护电路；50-电量计算器；60-主控板；70-智能电机在线检测的电流信号调理电路。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
目前对于变频器输出到电机的电流，现有的电流信号调理电路不能直接获取该电流，且由于信号干扰较大，导致后续电流的计量不准确。基于此，本实用新型实施例提供的一种智能电机在线检测的电流信号调理电路和电流检测装置，通过电流互感器采集变频器输出到电机的输入电流，对该输入电流进行采样以获得采样电流，通过调整电容滤除其中的高频分量，然后将滤波电流转变为差分电压信号，从而进行双向滤波，进而滤除电流回路中的噪声干扰，最终得到模拟量信号。这样，在调整过程中滤除了高频分量并降低了信号干扰，使得后续电流的计量更准确。
本实用新型提供的技术方案可以应用于电机的电流采集、检测过程中，通过相关硬件电路实现。为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种智能电机在线检测的电流信号调理电路进行详细介绍。
实施例一：
图1示出了本实用新型实施例提供的智能电机在线检测的电流信号调理电路的第一种结构示意图。如图1所示，由于电机中输入的电流信号为三相交流信号，因此该智能电机在线检测的电流信号调理电路包括对应于三相交流信号的每一相电流信号的信号调整通道。每个信号调整通道均包括电流互感器100、调整电容200、差分电压电路300及滤波电路400。假设该信号调整通道包括对应于每一相电流信号的A相信号调整通道、B相信号调整通道和C相信号调整通道。
其中电流互感器100(即图3中的T1或者T2或者T3)用于采集电机的输入电流(如三相交流电流中的A相电流、B相电流或者C相电流)以获取采样电流。该输入电流可以是变频器的输出电流。由于输入电流较大，因此通过电流互感器100对该输入电流进行采样，以获取小电流信号的采样电流，在可能的实施例中，上述电流互感器100的变比为2000:1。如变频器的输出变流为200A，则经过电流互感器后变为0.1A的小电流信号。
在可能的实施例中，上述输出电流的范围为0～600A。另外，在实际应用中，可以根据电机容量的不同匹配不同的电流互感器，该电流互感器将输出电流变换为±0.5A区间。
调整电容200(即图3中的C130或者C131或者C132)与电流互感器100并联，用于对采样电流进行高频滤波，得到滤波电流信号。当输入电流为变频器的输出电流时，该输入电流中含有高频分量，通过调整电容200滤掉该高频分量。需要说明的是，该调整电容200还可以用于按照实际需要对采样电流进行移相。
差分电压电路300与调整电容连接，用于将滤波电流信号转换为差分电压信号，从而为实现双向滤波做准备。在可能的实施例中，参见图3，以A相信号调整通道为例进行说明，该差分电压电路300包括第一差分电阻R122和第二差分电阻R123；第一差分电阻R122的第一端连接调整电容C130的第一端；第二差分电阻R123的第一端连接调整电容C130的第二端；第一差分电阻R122的第二端和第二差分电阻R123的第二端均接地。通过上述电路可以将滤波电流信号转换为差分电压信号，该差分电压信号从第一差分电阻R122的第一端和第二差分电阻R123的第一端输出。
滤波电路400与差分电压电路300连接，用于对差分电压信号进行双向滤波，得到模拟量信号。该模拟量信号可以直接输入至电量计算器进行电量计算。
在可能的实施例中，该滤波电路包括两级滤波电路，从而有效的滤除电流回路中的噪声干扰，使得后续电流的计量更准确。
在可能的实施例中，参见图2，滤波电路400包括RLC(电阻-电感-电容)滤波电路410和RC(电阻-电容)滤波电路420。
在可能的实施例中，参见图3，上述RLC滤波电路410的输入端与差分电压电路连接，RLC滤波电路410的输出端与RC滤波电路420的输入端连接，RC滤波电路420的输出端输出上述模拟量信号。
具体地，仍以A相信号调整通道为例进行说明，上述RLC滤波电路410包括第一滤波电感L101、第一滤波电阻R124、第一滤波电容C104、第二滤波电感L102、第二滤波电阻R126和第二滤波电容C105。具体地，第一滤波电感L101和第一滤波电阻R124的位置可以互换，第二滤波电感L102和第二滤波电阻R126的位置可以互换。
具体地，第一滤波电感L101的第一端和第二滤波电感L102的第一端作为输入端连接差分电压电路的输出端；所述第一滤波电感L101的第二端连接第一滤波电阻R124的第一端；第一滤波电阻R124的第二端连接第一滤波电容C104的第一端；第二滤波电感L102的第二端连接第二滤波电阻R126的第一端；第二滤波电阻R126的第二端连接第二滤波电容C105的第一端；第一滤波电容C104的第二端和第二滤波电容C105的第二端均接地。第一滤波电容C104的第一端和第二滤波电容C105的第一端作为RLC滤波电路410的输出端。
在可能的实施例中，仍以A相信号调整通道为例进行说明，上述RC滤波电路420包括第三滤波电阻R125、第三滤波电容C106、第四滤波电阻R127和第四滤波电容C107。其中第三滤波电阻R125的第一端和第四滤波电阻R127的第一端作为RC滤波电路420的输入端。第三滤波电阻R125的第一端连接第一滤波电阻R124的第二端；第三滤波电阻R125的第二端连接第三滤波电容C106的第一端；第四滤波电阻R127的第一端连接第二滤波电阻R126的第二端；第三滤波电容C106的第二端和第四滤波电容C107的第二端均接地。第三滤波电容C106的第一端和第四滤波电容C107的第一端作为RC滤波电路420的输出端，输出模拟量信号至电量计算器进行电量计算。
在本实用新型的实施例中，该智能电机在线检测的电流信号调理电路包括对应于三相交流信号的每一相电流信号的信号调整通道；每个信号调整通道均包括电流互感器、调整电容、差分电压电路及滤波电路；其中电流互感器用于采集电机的输入电流以获取采样电流；调整电容与电流互感器并联，用于对采样电流进行高频滤波，得到滤波电流信号；差分电压电路与调整电容连接，用于将滤波电流信号转换为差分电压信号；滤波电路与差分电压电路连接，用于对差分电压信号进行双向滤波，得到模拟量信号。本实用新型实施例提供的技术方案，通过电流互感器采集输出到电机的输入电流，对该输入电流进行采样以获得采样电流，通过调整电容滤除其中的高频分量，然后将滤波电流转变为差分电压信号，从而进行双向滤波，进而滤除电流回路中的噪声干扰，最终得到模拟量信号。因此，本实用新型实施例可以直接采集变频器输出到电机的输入电流，调整过程中滤除了高频分量并降低了信号干扰，使得后续电流的计量更准确。
在可能的实施例中，参见图2，上述智能电机在线检测的电流信号调理电路中每一相电流信号的信号调整通道还包括静电保护电路500(即ESD回路)，该静电保护电路500与滤波电路400连接。在可能的实施例中，参见图3，以A相信号调整通道为例进行说明，该静电保护电路500包括第一二极管V107和第二二极管V108。
第一二极管V107的阴极连接第三滤波电容C106的第一端；第一二极管V107的阳极连接第二二极管V108的阴极；第二二极管V108的阳极连接第四滤波电容C107的第一端。参见图2，第一二极管V107的阴极IAN和第二二极管V108的阴极IAP作为该静电保护电路500的输出端。
这样，通过静电保护电路，可以进一步进行静电保护、抗干扰，使得最终获得的三路(对应于三个信号调整通道)模拟量信号更加稳定、更加准确。
实施例二：
图4示出了本实用新型实施例提供的智能电机在线检测的电流检测装置的结构示意图。如图4所示，该电流检测装置包括电量计算器50、主控板60和如实施例一中的智能电机在线检测的电流信号调理电路70。其中智能电机在线检测的电流信号调理电路70与电量计算器50连接；电量计算器50还与主控板60连接。
具体地，该智能电机在线检测的电流信号调理电路70采集电机的输入电流，进行调整处理后，得到模拟量信号，将该模拟量信号发送至电量计算器50进行计算得到电量计算结果，如计算模拟量信号的频率、功率、角度、有效值等，然后将电量计算结果发送至主控板60，由主控板60根据预设的阈值进行故障判断。利用上述电流检测装置，可以对电机的电流进行检测，从而判断电机是否故障。
本实用新型实施例提供的技术方案，通过电流互感器采集变频器输出到电机的输入电流，对该输入电流进行采样以获得采样电流，通过调整电容滤除其中的高频分量，然后将滤波电流转变为差分电压信号，从而进行双向滤波，进而滤除电流回路中的噪声干扰，最终得到模拟量信号。因此，本实用新型实施例可以直接采集变频器输出到电机的输入电流，调整过程中滤除了高频分量并降低了信号干扰，使得后续电流的计量更准确。
本实用新型实施例提供的电流检测装置，与上述实施例提供的智能电机在线检测的电流信号调理电路具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的电流检测装置的具体工作过程，可以参考前述智能电机在线检测的电流信号调理电路实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。