电机故障检测电路的制作方法

本发明涉及电机故障，具体的，涉及电机故障检测电路。

背景技术：

1、电动机（电机）在我国的工业、农业等生产过程中起着至关重要的作用，电动机在长期运行过程中，会出现机械故障，更会出现电气故障，常见的电气故障有电动机电源断相、逆相等，当电动机的电源出现逆相时容易造成电动机产生振动、噪声等，严重的话会直接造成电动机损坏，因此，对电动机的相序检测尤为重要，当电动机在工作过程中出现相序故障时应及时断开电源，避免电动机受损。现有电机逆相检测存在响应速度慢的问题，当电动机出现逆相故障时不能及时切断电动机的电源。

技术实现思路

1、本发明提出电机故障检测电路，解决了相关技术中电机逆相检测响应速度慢的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、电机故障检测电路，包括电压变换电路、逆相检测电路和主控单元，所述电压变换电路用于输出与三相电同频率的方波信号，所述逆相检测电路的输入端连接所述电压变换电路的输出端，所述逆相检测电路的输出端连接所述主控单元，所述逆相检测电路包括与非门u1、与非门u2、与非门u3、与非门u4、与非门u5、与非门u6和触发器u7，

4、所述与非门u2的第一输入端连接5v电源，所述与非门u2的第二输入端连接信号发生器，所述与非门u2的第三输入端连接所述与非门u4的输出端，所述与非门u2的输出端连接所述与非门u4的第一输入端，所述与非门u2的输出端连接所述与非门u1的第一输入端，

5、所述与非门u1的第二输入端连接5v电源，所述与非门u1的第三输入端连接所述与非门u3的输出端，所述与非门u1是输出端连接所述与非门u3的第一输入端，所述与非门u3的第二输入端连接所述与非门u2的第二输入端，所述与非门u3的第三输入端连接所述电压变换电路第一输出端，所述与非门u3是输出端连接所述与非门u4的第二输入端，所述与非门u4的第三输入端连接所述电压变换电路第一输出端，

6、所述与非门u3的输出端连接所述与非门u6的第一输入端，所述与非门u4的输出端连接所述与非门u5的第一输入端，

7、所述与非门u6的第二输入端连接5v电源，所述与非门u6的第三输入端连接所述与非门u5的输出端，所述与非门u6的输出端连接所述触发器u7的输入端，所述与非门u6的输出端连接所述与非门u5的第二输入端，所述与非门u5的第三输入端连接所述与非门u2的第二输入端，

8、所述触发器u7的时钟端连接所述电压变换电路第二输出端，所述触发器u7的复位端连接所述与非门u2的第二输入端，所述触发器u7的置位端连接5v电源，所述触发器u7的输出端连接主控单元的第一输入端。

9、进一步，本发明中还包括保护电路，所述保护电路包括光耦u17、电阻r16、三极管q1和继电器k1，所述光耦u17的第一输入端连接5v电源，所述光耦u17的第二输入端连接所述主控单元的第一输出端，所述光耦u17第一输出端连接12v电源，所述光耦u17的第二输出端通过所述电阻r16连接所述三极管q1的基极，所述三极管q1的集电极连接所述继电器k1的第一输入端，所述继电器k1的第二输入端连接12v电源，所述继电器k1的常闭端连接供电系统，所述继电器k1的公共端连接电机，所述三极管q1的发射极接地。

10、进一步，本发明中所述电压变换电路包括两路电路结构相同的支路，任一支路包括变压器t1、电阻r1、光耦u10、非门u8和非门u9，所述变压器t1的第一输入端连接a相电，所述变压器t1的第二输入端连接零线，所述变压器t1的第一输出端通过所述电阻r1连接所述光耦u10的第一输入端，所述光耦u10的第二输出端连接所述变压器t1的第二输出端，所述光耦u10的第一输出端连接5v电源，所述光耦u10的第二输出端连接所述非门u8的输入端，所述非门u8的输出端连接所述非门u9的输入端，所述非门u9的输出端连接所述与非门u3和所述与非门u4的第三输入端。

11、进一步，本发明中还包括电压检测电路，所述电压检测电路包括电阻r4、电阻r7、运放u11、运放u12、电阻r8、电阻r9、二极管d2和二极管d3，

12、所述运放u11的同相输入端通过所述电阻r4连接所述光耦u10的第一输入端，所述运放u11的反相输入端连接所述电阻r9的第一端，所述电阻r9的第一端通过所述电阻r8连接5v电源，所述电阻r9的第二端接地，所述运放u11的输出端连接所述二极管d2的阳极，所述二极管d2的阴极连接所述主控单元的第二输入端，所述运放u12的反相输入端通过所述电阻r7连接所述光耦u10的第一输入端，所述运放u12的同相输入端连接所述电阻r9的第一端，所述运放u12的输出端连接所述二极管d3的阳极，所述二极管d3的阴极连接所述主控单元的第三输入端。

13、进一步，本发明中还包括温度检测电路，所述温度检测电路包括运放u13、热敏电阻rt、电阻r10、电阻r11、电阻r3、稳压器u15、变阻器rp1、运放u14和电阻r12，所述运放u13的同相输入端接地，所述运放u13的反相输入端通过所述电阻r3连接所述稳压器u15的阴极，所述稳压器u15的阳极接地，所述稳压器u15的控制极连接所述变阻器rp1的控制端，所述变阻器rp1的第一端连接-5v电源，所述变阻器rp1的第二端接地，所述运放u13的输出端通过所述热敏电阻rt连接所述运放u13的反相输入端，所述运放u13的输出端通过所述电阻r10连接所述运放u14的反相输入端，所述运放u14的同相输入端通过所述电阻r11连接所述运放u13的反相输入端，所述运放u14的输出端通过所述电阻r12连接所述运放u14的反相输入端，所述运放u14的输出端连接所述主控单元的第四输入端。

14、进一步，本发明中所述运放u14的输出端和所述主控单元的第四输入端之间还设有滤波电路，所述滤波电路包括电阻r13、电容c2、电阻r14、运放u16、电容c3和电阻r15，所述电阻r13的第一端连接所述运放u14的输出端，所述电阻r13的第二端通过所述电容c2接地，所述电阻r13的第二端通过所述电阻r14连接所述运放u16的反相输入端，所述运放u16的同相输入端接地，所述运放u16的输出端通过所述电容c3连接所述运放u16的反相输入端，所述运放u16的输出端通过所述电阻r15连接所述电阻r13的第二端，所述运放u16的输出端连接所述主控单元的第四输入端。

15、本发明的工作原理及有益效果为：

16、本发明中，电压变换电路用于将a相电和b相电分别转为两路方波信号输出，两路方波信号的频率与对应的a相电以及b相电的频率相同，以a相电为例，在a相电的正半周，电压变换电路输出高电平，在a相电的负半周，电压变换电路输出低电平，逆相检测电路根据电压变换电路输出的方波信号检测电机是否存在逆相故障，并将检测结果以数字信号的方式送至主控单元，主控单元根据接收到的数字信号判断电机在工作过程中是否出现逆相故障。

17、正相序时，a相电超前b相电120°，b相电超前c相电120°，c相电超前a相电120°。信号发生器用于输出和c相电同频率的窄脉冲，当c相电正向过零时，信号发生器输出一低电平窄脉冲信号，其他时间为高电平。具体的，逆相检测电路的工作原理为：

18、a相电为高电平时，与非门u3和与非门u4的第三输入端均为高电平，与非门u2的第二输入端为高电平，因此与非门u2输出低电平，与非门u1输出高电平，与非门u3输出低电平，与非门u4输出高电平，与非门u6和与非门u5构成rs触发器，与非门输出高电平至触发器u7的输入端，在a相电为高电平期间，b相电由低电平变为高电平，当b相电为低电平时，触发器u7的时钟端为低电平，因此，触发器u7输出低电平，当b相电变为高电平时，触发器u7输出高电平。a相电为低电平时，与非门u3和与非门u4均输出高电平，与非门u6任然输出高电平，因此触发器u7输出高电平，在a相电为低电平期间，c相电正向过零，在c相电正向过零时，信号发生器输出一低电平窄脉冲信号至触发器u7的复位端，触发器u7的输出端由高电平变为低电平。当a相电再次由低电平转为高电平时重复上述过程，因此在电机相序正常时，主控单元收到一个稳定的脉冲信号，该脉冲信号的频率与三相电同频。

19、逆相序时，假设b相电超前a相电120°，b相电为高电平时，a相电由低电平变为高电平，在此期间，与非门u6始终输出高电平，因此触发器u7输出高电平信号至主控单元。b相电为高电平时，c相电正向过零，信号发生器输出一低电平窄脉冲信号至触发器u7的复位端，触发器u7输出低电平，当b相电再次变为高电平时，触发器输出高电平，由此可见，电机正相序时和电机逆相序时触发器u7输出的脉冲信号相反，因此，主控单元根据触发器输出的波形即可判断电机运行过程中是否存在逆相情况。

20、本发明中的逆相检测电路为数字电路，相比传统的模拟电路而言，数字电路的传输速度更快，电路工作更加稳定，从而提高了电机逆相检测的响应速度。