CN112230142A - 一种交流电机故障侦测电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种交流电机故障侦测电路，包括光耦模块、分压电路，所述光耦模块与火线、电机接口、单片机连接；所述分压电路与火线、电机接口、单片机连接；所述电机接口与零线、光耦模块、分压电路连接。本发明提供的交流电机故障侦测电路，通过光耦模块、分压电路、火线、零线、电机接口、单片机的连接结构；解决了现有的交流电机故障侦测电路故障检测准确率低的问题；达到了通过单片机侦测信号，自主判断电机故障及电机运行状态的目的，极大的提高了电机故障检测的准确率。

Description

一种交流电机故障侦测电路

技术领域

本发明涉及故障侦测电路领域，特别涉及一种交流电机故障侦测电路。

背景技术

随着社会的发展，越来越多的智能类电子产品进入了人们的生活，而智能类电子产品对故障识别的要求越来越高，但是产品在组装后很难再对电机进行故障测试；因此，可对交流电机进行故障侦测的电路应运而生。

现有的交流电机故障侦测电路如专利号为CN201515336U的中国专利公开的用于交流电机控制器的固态继电器装置，公开日为2010.06.23；包括电源输入端口与晶闸管通断电路串联，再由双光耦网络组成的控制电路的作用下，实现电源输出端口的通断控制。

上述专利公开的用于交流电机控制器的固态继电器装置虽然能够对交流电机的故障进行侦测，但是，其通过电路检测、人工判断故障的方法会导致故障检测的准确率低。

发明内容

为解决现有的交流电机故障侦测电路故障检测准确率低的问题，本发明提供一种交流电机故障侦测电路，包括光耦模块、分压电路，所述光耦模块与火线、电机接口、单片机连接；所述分压电路与火线、电机接口、单片机连接；所述电机接口与零线、光耦模块、分压电路连接。

进一步的，所述电机接口包括高速接口、中速接口、低速接口、零线接口。

进一步的，所述零线接口与零线连接；高速接口、中速接口和低速接口与光耦模块连接。

进一步的，所述光耦模块包括第一光耦模块、第二光耦模块、第三光耦模块；

所述第一光耦模块与火线、高速接口、单片机连接；

所述第二光耦模块与火线、中速接口、单片机连接；

所述第三光耦模块与火线、低速接口、单片机连接。

进一步的，所述第一光耦模块包括分别与火线连接的电阻R1、可控硅Q1；所述可控硅Q1的1脚与火线连接；所述可控硅Q1的3脚、电阻R1分别与光耦U1的两个接线端连接；所述光耦U1的另一接线端通过电阻R2与单片机连接；

所述高速接口分别与可控硅Q1的2脚、电阻R3的一端、电容C1的一端连接；所述电阻R3、电容C1的另一端与大功率电容器Q1的3脚连接。

进一步的，所述第二光耦模块包括分别与火线连接的电阻R4、可控硅Q2；所述可控硅Q2的1脚与火线连接；所述可控硅Q2的3脚、电阻R4分别与光耦U2的两个接线端连接；所述光耦U2的另一接线端通过电阻R5与单片机连接；

所述中速接口分别与可控硅Q2的2脚、电阻R6的一端、电容C2的一端连接；所述电阻R6、电容C2的另一端与大功率电容器Q2的3脚连接。

进一步的，所述第三光耦模块包括分别与火线连接的电阻R7、可控硅Q3；所述可控硅Q3的1脚与火线连接；所述可控硅Q3的3脚、电阻R7分别与光耦U3的两个接线端连接；所述光耦U3的另一接线端通过电阻R8与单片机连接；

所述低速接口分别与可控硅Q3的2脚、电阻R9的一端、电容C3的一端连接；所述电阻R9、电容C3的另一端与大功率电容器Q3的3脚连接。

进一步的，所述零线、火线上连接有电源模块。

进一步的，所述零线、火线上连接有EMC模块。

进一步的，所述单片机将接收到的信号转化为指示灯显示。

本发明提供的交流电机故障侦测电路，通过光耦模块、分压电路、火线、零线、电机接口、单片机的连接结构；解决了现有的交流电机故障侦测电路故障检测准确率低的问题；达到了通过单片机侦测信号，自主判断电机故障及电机运行状态的目的，极大的提高了电机故障检测的准确率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明提供的交流电机故障侦测电路的电路图。

附图标记：

10光耦模块 11第一光耦模块 12第二光耦模块

13第三光耦模块 20分压电路 30电机接口

31高速接口 32中速接口 33低速接口

34零线接口 40单片机 50电源模块

60EMC模块

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”以及类似的词语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定与物理或者机械的连接，而是可以包括电性的连接、光连接等，不管是直接的还是间接的。

本发明提供一种交流电机故障侦测电路，如图1所示，包括光耦模块10、分压电路20，所述光耦模块10与火线、电机接口30、单片机40连接；所述分压电路20与火线、电机接口30、单片机40连接；所述电机接口30与零线、光耦模块10、分压电路20连接。

具体实施时，当电机没有运转时，光耦模块10与电机内的主绕组、各级副绕组以及温度保险丝为串联关系，光耦模块10在交流电的正半周期导通，负半周期截止，因此单片机40可以侦测到交流电的频率；若彼此串联的光耦模块10主绕组、各级副绕组以及温度保险丝任何一点断开，单片机40就检测不到信号。当电机处于中速运转或高速运转时，会产生感应电动势，高速运转时的感应电动势大于中速运转时的感应电动势，单片机40根据侦测到的感应电动势的大小判断电机的运转速度。当电机处于低速运转时，光耦模块10被短路，无信号输出，但分压电路20依旧导通，单片机40可侦测到分压电路20的信号判断电机处于低速运转中。电机内部绕组的结构以及绕组电机接口30的连接方式均为现有技术，故在此不再赘述。

本发明提供的交流电机故障侦测电路，通过光耦模块、分压电路、火线、零线、电机接口、单片机的连接结构；解决了现有的交流电机故障侦测电路故障检测准确率低的问题；达到了通过单片机侦测信号，自主判断电机故障及电机运行状态的目的，极大的提高了电机故障检测的准确率。

优选的，如图1所示，所述电机接口30包括高速接口31、中速接口32、低速接口33、零线接口34。

优选的，如图1所示，所述零线接口34与零线连接；高速接口31、中速接口32和低速接口33与光耦模块10连接。

优选的，如图1所示，所述光耦模块10包括第一光耦模块11、第二光耦模块12、第三光耦模块13；

所述第一光耦模块11与火线、高速接口31、单片机40连接；

所述第二光耦模块12与火线、中速接口32、单片机40连接；

所述第三光耦模块13与火线、低速接口33、单片机40连接。

优选的，如图1所示，所述第一光耦模块11包括分别与火线连接的电阻R1、可控硅Q1；所述可控硅Q1的1脚与火线连接；所述可控硅Q1的3脚、电阻R1分别与光耦U1的两个接线端连接；所述光耦U1的另一接线端通过电阻R2与单片机40连接；

所述高速接口31分别与可控硅Q1的2脚、电阻R3的一端、电容C1的一端连接；所述电阻R3、电容C1的另一端与大功率电容器Q1的3脚连接。

优选的，如图1所示，所述第二光耦模块12包括分别与火线连接的电阻R4、可控硅Q2；所述可控硅Q2的1脚与火线连接；所述可控硅Q2的3脚、电阻R4分别与光耦U2的两个接线端连接；所述光耦U2的另一接线端通过电阻R5与单片机40连接；

所述中速接口32分别与可控硅Q2的2脚、电阻R6的一端、电容C2的一端连接；所述电阻R6、电容C2的另一端与大功率电容器Q2的3脚连接。

优选的，如图1所示，所述第三光耦模块13包括分别与火线连接的电阻R7、可控硅Q3；所述可控硅Q3的1脚与火线连接；所述可控硅Q3的3脚、电阻R7分别与光耦U3的两个接线端连接；所述光耦U3的另一接线端通过电阻R8与单片机40连接；

所述低速接口33分别与可控硅Q3的2脚、电阻R9的一端、电容C3的一端连接；所述电阻R9、电容C3的另一端与大功率电容器Q3的3脚连接。

具体实施时，当电机在高速运转时，电压较高，故分压电路20中R11、R12、R13的阻值要足够大，具体的，R11、R12、R13可为200KΩ；所述可控硅Q1、可控硅Q2、可控硅Q3的型号均为JST134,所述光耦U1、光耦U2、光耦U3的型号均为MOC3023。

优选的，如图1所示，所述零线、火线上连接有电源模块50。

优选的，如图1所示，所述零线、火线上连接有EMC模块60。

具体实施时，所述EMC模块60可防干扰，其工作原理和结构均为现有技术，故在此不再赘述。

优选的，如图1所示，所述单片机40将接收到的信号转化为指示灯显示。

具体实施时，机器在正常运转时单片机40无法检测电机故障，一旦机器关机，单片机40就可以侦测电机故障，具体的侦测原理如下：单片机40的IO口电平信号通过光耦U1、光耦U2、光耦U3控制可控硅Q1、可控硅Q2、可控硅Q3处于截止状态，电机停止工作，如果电机正常，光耦OP1和电机在市电的正周期可形成回路，单片机40就可以检测到零点信号，说明电机没有故障；若检测不到零点信号，说明电机故障，当电机检测出故障时亮黄灯。

尽管本文中较多的使用了诸如光耦模块、第一光耦模块、第二光耦模块、第三光耦模块、分压电路、电机接口、高速接口、中速接口、低速接口、零线接口、单片机、电源模块、EMC模块等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种交流电机故障侦测电路，其特征在于：包括光耦模块(10)、分压电路(20)，所述光耦模块(10)与火线、电机接口(30)、单片机(40)连接；所述分压电路(20)与火线、电机接口(30)、单片机(40)连接；所述电机接口(30)与零线、光耦模块(10)、分压电路(20)连接。

2.根据权利要求1所述的交流电机故障侦测电路，其特征在于：所述电机接口(30)包括高速接口(31)、中速接口(32)、低速接口(33)、零线接口(34)。

3.根据权利要求2所述的交流电机故障侦测电路，其特征在于：所述零线接口(34)与零线连接；高速接口(31)、中速接口(32)和低速接口(33)与光耦模块(10)连接。

4.根据权利要求2所述的交流电机故障侦测电路，其特征在于：所述光耦模块(10)包括第一光耦模块(11)、第二光耦模块(12)、第三光耦模块(13)；

所述第一光耦模块(11)与火线、高速接口(31)、单片机(40)连接；

所述第二光耦模块(12)与火线、中速接口(32)、单片机(40)连接；

所述第三光耦模块(13)与火线、低速接口(33)、单片机(40)连接。

5.根据权利要求4所述的交流电机故障侦测电路，其特征在于：所述第一光耦模块(11)包括分别与火线连接的电阻R1、可控硅Q1；所述可控硅Q1的1脚与火线连接；所述可控硅Q1的3脚、电阻R1分别与光耦U1的两个接线端连接；所述光耦U1的另一接线端通过电阻R2与单片机(40)连接；

所述高速接口(31)分别与可控硅Q1的2脚、电阻R3的一端、电容C1的一端连接；所述电阻R3、电容C1的另一端与大功率电容器Q1的3脚连接。

6.根据权利要求4所述的交流电机故障侦测电路，其特征在于：所述第二光耦模块(12)包括分别与火线连接的电阻R4、可控硅Q2；所述可控硅Q2的1脚与火线连接；所述可控硅Q2的3脚、电阻R4分别与光耦U2的两个接线端连接；所述光耦U2的另一接线端通过电阻R5与单片机(40)连接；

所述中速接口(32)分别与可控硅Q2的2脚、电阻R6的一端、电容C2的一端连接；所述电阻R6、电容C2的另一端与大功率电容器Q2的3脚连接。

7.根据权利要求4所述的交流电机故障侦测电路，其特征在于：所述第三光耦模块(13)包括分别与火线连接的电阻R7、可控硅Q3；所述可控硅Q3的1脚与火线连接；所述可控硅Q3的3脚、电阻R7分别与光耦U3的两个接线端连接；所述光耦U3的另一接线端通过电阻R8与单片机(40)连接；

所述低速接口(33)分别与可控硅Q3的2脚、电阻R9的一端、电容C3的一端连接；所述电阻R9、电容C3的另一端与大功率电容器Q3的3脚连接。

8.根据权利要求1所述的交流电机故障侦测电路，其特征在于：所述零线、火线上连接有电源模块(50)。

9.根据权利要求1所述的交流电机故障侦测电路，其特征在于：所述零线、火线上连接有EMC模块(60)。

10.根据权利要求1所述的交流电机故障侦测电路，其特征在于：所述单片机(40)将接收到的信号转化为指示灯显示。

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