CN102236040A - 高速交流电动机供电电流检测方法及其装置 - Google Patents

高速交流电动机供电电流检测方法及其装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102236040A
CN102236040A CN2010101579846A CN201010157984A CN102236040A CN 102236040 A CN102236040 A CN 102236040A CN 2010101579846 A CN2010101579846 A CN 2010101579846A CN 201010157984 A CN201010157984 A CN 201010157984A CN 102236040 A CN102236040 A CN 102236040A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
signal
voltage signal
microcontroller
high speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010101579846A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102236040B (zh
Inventor
邱澍丰
王婷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Weijia Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Vega CNC Technology Suzhou Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vega CNC Technology Suzhou Co Ltd filed Critical Vega CNC Technology Suzhou Co Ltd
Priority to CN 201010157984 priority Critical patent/CN102236040B/zh
Publication of CN102236040A publication Critical patent/CN102236040A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102236040B publication Critical patent/CN102236040B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高速交流电动机供电电流检测方法及其装置，其方法以霍尔传感器感应相电流，将有效值与预设的阈值比较判断。通过电流信号采集、转换模块、电流检测模块、周期检测模块、微控制器、供电继电器和远程微机的配合可以快速、稳定地进行检测。以此，采用数字化的方式对于检测和保护更为精确、可靠。其在安装调试方面显著提高了生产效率，能够消除电机烧毁的可能性，为电机运行提供有效保护，并提供运行时电流状况的动态反馈。

Description

高速交流电动机供电电流检测方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种电流检测方法及其装置，尤其涉及一种高速交流电动机供电电流检测方法及其装置。
背景技术
目前广泛采用的交流电动机电流保护继电器都是针对于低频(50～100Hz)低转速(＜6K rmp)电机应用而开发的，保护时动作慢，动作时间需要一至几秒不等。
对于高速交流电动机(160K～500K rmp)，其供电电源频率高(3～8KHz)，由高频开关(60K～100K Hz)带来的谐波成分大，普通电机电流检测方法和装置不再适应于这样的应用环境，表现在：其阈值不可靠，造成误动作或不动作；保护速度过慢，严重时烧毁电机，造成经济的损失和生产效率的降低。因此需要一种能够对高速电动机供电电流进行检测和保护的方法和装置，保护时间应保证在ms级别并且确保检测和保护的可靠与稳定。本发明采用的检测元器件和微控制器都具有高的响应、处理速度(传感器响应带宽100KHz，微控制器主频100MHz)，数字化的方法使检测更为精确、可靠。
同时，电机运行电流状况需要进行实时的反馈和监控。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种高速交流电动机供电电流检测方法及其装置。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
高速交流电动机供电电流检测方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤①，用霍尔传感器感应相电流，霍尔传感器副边输出的电流信号经过采样电阻转换为电压信号；
步骤②，对电压信号进行滤波，去除谐波分量，得到基波电压信号；
步骤③，对基波电压信号进行绝对值运算，得到满足微处理器采样输入范围的正电压信号；
步骤④，对基波电压信号进行周期方波转化，得到与信号周期对应的方波信号，令微控制器确定周期的起止时刻；
步骤⑤，微控制器对绝对值化的正电压信号的一个完整周期进行采样计算，得到电流的有效值；
步骤⑥，将有效值与预设的阈值比较，当有效值大于阈值并且持续时间大于设定的动作时间时，判定为不可恢复性过载，输出报警；当有效值小于阈值或是持续时间小于动作时间时，判定为正常状态，不需要报警。
高速交流电动机供电电流检测装置，其中：包括有电流信号采集、转换模块，电流信号采集、转换模块的输出端分别连接电流检测模块的输入端与周期检测模块的输入端；所述电流检测模块的输出端与周期检测模块的输出端连入微控制器的信号接收端；所述微控制器的控制端连接供电继电器。
上述的高速交流电动机供电电流检测装置，其中：所述的微控制器的输出端连入远程微机的输入端。
本发明技术方案的优点主要体现在：可以快速、稳定地进行检测。同时采用数字化的方式对于检测和保护更为精确、可靠。微控制器为快速、大量数据的处理分析提供了实现的可能，检测状态的数字化反馈使传统加工设备部件的运行状态得以实时反映，很大程度上提高了维护效率。比较现有的高速交流电机保护方法和装置，本发明在成本上有着明显的优势，并且在安装调试方面显著提高了生产效率。
附图说明
本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。这些附图当中，
图1是高速交流电动机供电电流检测装置的构造示意图；
图中各附图标记的含义如下：
1电流信号采集、转换模     2电流检测模块
块
3周期检测模块             4微控制器
5供电继电器               6远程微机
具体实施方式
高速交流电动机供电电流检测方法，其特别之处在于包括以下步骤：首先，用霍尔传感器感应相电流，霍尔传感器副边输出的电流信号经过采样电阻转换为电压信号。然后，对电压信号进行滤波，去除谐波分量，得到基波电压信号。接着，对基波电压信号进行绝对值运算，得到满足微处理器采样输入范围的正电压信号。同时，将基波电压信号转化为与其周期对应的方波信号，以便微控制器确定信号周期的起止时刻。之后，微控制器4对绝对值化的正电压信号的一个完整周期进行采样计算，得到电流的有效值。最后，将有效值与预设的阈值比较，当有效值大于阈值并且持续时间大于设定的动作时间时，判定为不可恢复性过载，输出报警。相当的，当有效值小于阈值或是持续时间小于动作时间时，则判定为正常状态，不需要报警。
为了更好地实施本检测方法，先提供一种如图1所示的高速交流电动机供电电流检测装置，其与众不同之处在于：包括有电流信号采集、转换模块1。具体来说，电流信号采集、转换模块1的输出端分别连接电流检测模块2的输入端与周期检测模块3的输入端。同时，电流检测模块2的输出端与周期检测模块3的输出端连入微控制器4的信号接收端。并且，所述微控制器4的控制端连接供电继电器5。
就实际组装的设备产品来看，本高速交流电动机供电电流检测装置的电路构造包括与供电电源相连的电流信号采集转换电路、输入信号放大及绝对值化电路、输入信号转方波信号电路、微控制器4及***电路组成的信号接收和判断模块。
进一步来看，电流信号采集转换电路，通过霍尔互感器、采样电阻、滤波电感、电容相互连接构成。由此，在实际运行中可将供电电源的电流信号转换为电压信号，输出至信号放大和转换电路。输入信号放大和绝对值化电路包括，运算放大器集成电路、电阻、快速二极管，将正负交变的电压信号转化为正值的电压信号，为微控制器4提供可进行模数转换的电压信号。输入信号转方波信号电路由比较器集成电路和电阻组成，将输入信号转化成与正负周期对应的方波信号，以输入微控制器4作扫描判断。
同时，微控制器4及***电路组成的信号接收和判断模块，利用其丰富的数据存储资源和强大的运算能力，对输入信号进行计算和判断，输出状态信号给供电电源控制***。
具体来说，霍尔互感器将电源大电流转换为小电流信号，小电流信号在采样电阻上形成电压信号。同时，该电压信号包含了电源中为电动机旋转提供动力的基波电压信号以及由供电电源高频开关带来的谐波信号，此信号进入由滤波电感和滤波电容组成的低通滤波电路，将高次谐波信号滤除，保留基波电压信号的同时不对其幅值造成衰减。由此，所得到的基波电压信号输入由运算放大器、快速二极管和分压电阻构成的放大并绝对值化电路。由于微处理器模数转换单元只能对正值电压信号进行采样，对于正负交变的电压信号，需要进行电压平移，同时，微处理器模数转换电压范围有限，平移后缩小了采集电压的范围。采用运算放大器集成电路构成绝对值化电路，将负周期的电压转化为可模数转换的信号，微处理器计算电流周期的均方根值，因此，绝对值化后的信号经采样计算，不会影响计算结果。
并且，正值电压信号输入微处理器模数转换单元输入口，微控制器4以40KHz的频率对其抽样数字化，对一个周期内的电压信号进行均方根值计算，得到电流有效值。在加工过程中由于负载增加甚至堵转情况的发生，致使供电电流增加，检测模块检测到的电流有效值大于预设阈值时微处理器启动超限计时，且当连续过限累计时间超过设定的动作时间时，判断为不可恢复性电流过载，向供电电源***输出报警，同时使供电继电器5断开，起到保护电动机的作用。
另一方面，滤波所得的电压基波电压信号进入由比较器集成电路以及电阻构成的过零比较电路。正负交变的正弦基波电压信号，正周期部分转化为高电平输出，负周期部分转化为零电平输出。方波信号输入微处理器输入端口，微处理器对方波进行快速扫描，确定信号的一个完整周期的起止时刻，以便对该周期内的信号进行采样、计算。这种对信号周期的精确判断为单个周期内信号有效值的精确计算提供了实现的保障。
再者，微控制器4通过串行通信总线集成电路以及***总线电阻与远程微机6相连，将检测所得电流有效值反馈给远程微机6，以便进行实时监控。
通过上述的文字表述并结合附图可以看出，采用本发明后，可以快速、稳定地进行检测。同时采用数字化的方式对于检测和保护更为精确、可靠。微控制器为快速、大量数据的处理分析提供了实现的可能，检测状态的数字化反馈使传统加工设备部件的运行状态得以实时反映，很大程度上提高了维护效率。比较现有的高速交流电机保护方法和装置，本发明在成本上有着明显的优势，并且在安装调试方面显著提高了生产效率，能够消除电机烧毁的可能性，为电机运行提供有效保护，并提供运行时电流状况的动态反馈。

Claims (3)

1.高速交流电动机供电电流检测方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤①，用霍尔传感器感应相电流，霍尔传感器副边输出的电流信号经过采样电阻转换为电压信号；
步骤②，对电压信号进行滤波，去除谐波分量，得到基波电压信号；
步骤③，对基波电压信号进行绝对值运算，得到满足微处理器采样输入范围的正电压信号；
步骤④，对基波电压信号进行周期方波转化，得到与信号周期对应的方波信号，令微控制器确定周期的起止时刻；
步骤⑤，微控制器对绝对值化的正电压信号的一个完整周期进行采样计算，得到电流的有效值；
步骤⑥，将有效值与预设的阈值比较，当有效值大于阈值并且持续时间大于设定的动作时间时，判定为不可恢复性过载，输出报警；当有效值小于阈值或是持续时间小于动作时间时，判定为正常状态，不需要报警。
2.高速交流电动机供电电流检测装置，其特征在于：包括有电流信号采集、转换模块，电流信号采集、转换模块的输出端分别连接电流检测模块的输入端与周期检测模块的输入端；所述电流检测模块的输出端与周期检测模块的输出端连入微控制器的信号接收端；所述微控制器的控制端连接供电继电器。
3.根据权利要求2所述的高速交流电动机供电电流检测装置，其特征在于：所述的微控制器的输出端连入远程微机的输入端。
CN 201010157984 2010-04-28 2010-04-28 高速交流电动机供电电流检测方法 Active CN102236040B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010157984 CN102236040B (zh) 2010-04-28 2010-04-28 高速交流电动机供电电流检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010157984 CN102236040B (zh) 2010-04-28 2010-04-28 高速交流电动机供电电流检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102236040A true CN102236040A (zh) 2011-11-09
CN102236040B CN102236040B (zh) 2013-06-19

Family

ID=44886888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010157984 Active CN102236040B (zh) 2010-04-28 2010-04-28 高速交流电动机供电电流检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102236040B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102633098A (zh) * 2012-04-12 2012-08-15 中联重科股份有限公司 冷料传送装置的控制***、方法及装置、冷料传送装置
CN103034314A (zh) * 2012-11-26 2013-04-10 浪潮电子信息产业股份有限公司 一种服务器电源保护***的方法
CN103101851A (zh) * 2011-11-15 2013-05-15 淮南矿业(集团)有限责任公司 矿用绞车报警装置
CN103269056A (zh) * 2013-06-08 2013-08-28 临沂市拓普网络股份有限公司 电流检测保护装置及方法
CN103376346A (zh) * 2012-04-26 2013-10-30 比亚迪股份有限公司 一种低边电流检测***
CN106246546A (zh) * 2016-08-11 2016-12-21 福建东亚鼓风机股份有限公司 一种偏振检测鼓风机
CN110456138A (zh) * 2019-08-12 2019-11-15 宁波拓邦智能控制有限公司 一种电流检测方法、装置、及家用设备
CN112486065A (zh) * 2020-11-27 2021-03-12 上海商米科技集团股份有限公司 一种交流信号的采样方法、装置和手持式扫码打印机
CN113917222A (zh) * 2021-10-13 2022-01-11 无锡金田电子有限公司 直流无刷电机过载电流计算方法、保护装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020167300A1 (en) * 2001-05-10 2002-11-14 Kyung-Seo Kim Method for measuring phase current for inverter control apparatus using single current sensor and apparatus therefor
US20040095090A1 (en) * 2001-03-26 2004-05-20 Harunobu Nukushina Method of detecting motor current and motor control device
CN1669209A (zh) * 2002-06-07 2005-09-14 Trw有限公司 具有使用空间矢量技术的单个电流传感器的电动机驱动控制
CN201707389U (zh) * 2010-04-28 2011-01-12 维嘉数控科技（苏州）有限公司 高速交流电动机供电电流检测装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040095090A1 (en) * 2001-03-26 2004-05-20 Harunobu Nukushina Method of detecting motor current and motor control device
US20020167300A1 (en) * 2001-05-10 2002-11-14 Kyung-Seo Kim Method for measuring phase current for inverter control apparatus using single current sensor and apparatus therefor
CN1669209A (zh) * 2002-06-07 2005-09-14 Trw有限公司 具有使用空间矢量技术的单个电流传感器的电动机驱动控制
CN201707389U (zh) * 2010-04-28 2011-01-12 维嘉数控科技（苏州）有限公司 高速交流电动机供电电流检测装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103101851A (zh) * 2011-11-15 2013-05-15 淮南矿业(集团)有限责任公司 矿用绞车报警装置
CN103101851B (zh) * 2011-11-15 2015-06-17 淮南矿业(集团)有限责任公司 矿用绞车报警装置
CN102633098A (zh) * 2012-04-12 2012-08-15 中联重科股份有限公司 冷料传送装置的控制***、方法及装置、冷料传送装置
CN102633098B (zh) * 2012-04-12 2014-03-12 中联重科股份有限公司 冷料传送装置的控制***、方法及装置、冷料传送装置
CN103376346B (zh) * 2012-04-26 2015-12-02 比亚迪股份有限公司 一种低边电流检测***
CN103376346A (zh) * 2012-04-26 2013-10-30 比亚迪股份有限公司 一种低边电流检测***
CN103034314A (zh) * 2012-11-26 2013-04-10 浪潮电子信息产业股份有限公司 一种服务器电源保护***的方法
CN103034314B (zh) * 2012-11-26 2016-06-01 浪潮电子信息产业股份有限公司 一种服务器电源保护***的方法
CN103269056A (zh) * 2013-06-08 2013-08-28 临沂市拓普网络股份有限公司 电流检测保护装置及方法
CN103269056B (zh) * 2013-06-08 2015-06-17 临沂市拓普网络股份有限公司 电流检测保护装置及方法
CN106246546A (zh) * 2016-08-11 2016-12-21 福建东亚鼓风机股份有限公司 一种偏振检测鼓风机
CN110456138A (zh) * 2019-08-12 2019-11-15 宁波拓邦智能控制有限公司 一种电流检测方法、装置、及家用设备
CN110456138B (zh) * 2019-08-12 2022-01-14 宁波拓邦智能控制有限公司 一种电流检测方法、装置、及家用设备
CN112486065A (zh) * 2020-11-27 2021-03-12 上海商米科技集团股份有限公司 一种交流信号的采样方法、装置和手持式扫码打印机
CN113917222A (zh) * 2021-10-13 2022-01-11 无锡金田电子有限公司 直流无刷电机过载电流计算方法、保护装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102236040B (zh) 2013-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102236040B (zh) 高速交流电动机供电电流检测方法
CN101436843B (zh) 一种无位置传感器开关磁阻电机中转子位置的检测方法
CN110758173B (zh) 一种充放电检测***的控制方法、装置及存储介质
CN105699825A (zh) 一种汽车静态电流检测设备及方法
CN107482962A (zh) 无刷直流电机无位置传感器的换相位置检测换相方法
CN103673865A (zh) 电力变压器绕组变形监测装置
CN102721923A (zh) 马达缺相的检测方法
CN111478217B (zh) 用于变电站开关柜的一键顺控支持***及其应用方法
CN112083353B (zh) 一种基于开关模态特征对变流器开路故障进行检测的方法及***
CN201707389U (zh) 高速交流电动机供电电流检测装置
CN103872759A (zh) 自动转换开关电器控制器的转换判别方法及装置
CN106711953A (zh) 光伏逆变器直流侧短路保护装置及保护方法
CN102156262A (zh) 一种铁路道岔转辙机电动机的在线监测***及方法
CN210534282U (zh) 一种抽油机机泵智能诊断仪
CN101368999A (zh) 一种便携式反并联晶闸管过零触发器检测装置
CN1996695A (zh) 控制与保护开关电器的多功能电路
CN107238750B (zh) 一种基于运放电路的电网波形侦测方法
CN105577047A (zh) 一种无刷直流电机霍尔器件信号监测电路及监测方法
CN102768924B (zh) 一种低功耗且适用于三相电源的欠压脱扣器
CN205679396U (zh) 基于云平台的农机工况检测装置
CN102841287B (zh) 三相电源电路检测方法及其***
CN102168668A (zh) 一种智能水泵的电路***
CN103900777A (zh) 一种支柱式电子式电流互感器一次振动检测装置及方法
CN112067911A (zh) 一种无刷直流电机的缺相检测方法及装置
CN103018580B (zh) 一种检测三相电相序的矢量变换方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 215123 No.188 Chuangyuan Road, Suzhou Industrial Park, Jiangsu Province

Patentee after: Suzhou Weijia Technology Co.,Ltd.

Address before: 215021 1 venture industrial square, Shuangyang Road, Suzhou Industrial Zone, Jiangsu

Patentee before: VEGA CNC TECHNOLOGY (SUZHOU) Co.,Ltd.