專利名稱：同步電動機(jī)功率因數(shù)檢測顯示與控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種同步電動機(jī)功率因數(shù)檢測顯示與控制裝置。
目前，國內(nèi)外用于同步電動機(jī)功率因數(shù)檢測顯示的設(shè)備主要仍以常規(guī)儀表為主，普通的功率因數(shù)指針表也從功率因數(shù)變送器采得電流電壓信號，經(jīng)相敏橋電路測出相位差并產(chǎn)生電流推動一個(gè)電流表，此電流表即可改裝為一功率因數(shù)表。這種功率因數(shù)指針表顯示較直觀，但由于指針表固有的機(jī)械惰性，其反應(yīng)不靈敏不能跳變，而且由于表盤為非線性刻度，在兩最小刻度之間的功率因數(shù)很難估算準(zhǔn)確。最關(guān)鍵的是這種指針表只能指示不能設(shè)定，更談不上控制。國產(chǎn)的KJLF12型勵(lì)磁裝置用分立元件，模擬電路可以實(shí)現(xiàn)對同步電動機(jī)無功功率的補(bǔ)償，但無法設(shè)定，而且無法確保補(bǔ)償?shù)牧Χ仁欠襁m當(dāng)，一般會引起超調(diào)甚至振蕩。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述已有技術(shù)之不足，提供一種能檢測處理相位差，使功率因數(shù)值數(shù)字顯示，并比較實(shí)際值與設(shè)定值的大小以決定對同步電動機(jī)輸出增勵(lì)或減勵(lì)信號的同步電動機(jī)功率因數(shù)檢測顯示與控制裝置。
本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的同步電動機(jī)功率因數(shù)檢測顯示與控制裝置由采樣電路、控制電路、顯示電路、輸出電路、中央處理器以及電源裝置組成；采樣電路由阻容濾波電路、差分比較電路、光電耦合電路組成，阻容濾波電路與差分比較電路連接，差分比較電路與光電耦合電路連接，光電耦合電路連接中央處理器管腳，阻容濾波電路具有與現(xiàn)場功率因數(shù)變送器連接的端子；控制電路將控制信號分別接到中央處理器的管腳；顯示電路由串行顯示芯片及其限流電阻、數(shù)碼管組成，顯示電路由中央處理器通過管腳連接串行顯示芯片，串行顯示芯片通過線路連接數(shù)碼管；中央處理器管腳與輸出電路的接收端連接，輸出電路帶有與同步電動機(jī)勵(lì)磁裝置改變勵(lì)磁力度的按鈕連接的端子；電源裝置分別與控制電路、顯示電路、輸出電路、中央處理器和采樣電路連接。
本實(shí)用新型的采樣電路具有與現(xiàn)場功率因數(shù)變送器連接的端子，控制電路由人工設(shè)定功率因數(shù)值并有復(fù)位功能，顯示電路用于同時(shí)顯示功率因數(shù)的采樣值和設(shè)定值，輸出電路對外輸出控制信號控制同步電動機(jī)勵(lì)磁裝置，以跟蹤功率因數(shù)設(shè)定值，電源裝置為以上各部分電路提供電源并將其隔離。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是利用傳統(tǒng)的功率因數(shù)變送器和同步電動機(jī)勵(lì)磁裝置，同時(shí)顯示功率因數(shù)的采樣值和設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)的數(shù)字化顯示與自動控制，穩(wěn)定了電機(jī)運(yùn)行，改善了電網(wǎng)狀況。本實(shí)用新型還可與勵(lì)磁裝置內(nèi)部結(jié)合組成具有功率因數(shù)檢測顯示與控制的勵(lì)磁裝置。它不但適用于功率恒定的負(fù)載，而且也適用于功率和負(fù)載阻抗角變化的負(fù)載。
本實(shí)用新型下面將結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳述

圖1為本實(shí)用新型的的原理框圖。
圖2A、圖2B為本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖3為本實(shí)用新型的外部接線圖。
如圖1、圖2A和圖2B、圖3所示，本實(shí)用新型由采樣電路1′、控制電路5′、顯示電路3′、輸出電路6′、中央處理器4′以及電源裝置2′組成；采樣電路1′由阻容濾波電路、差分比較電路、光電耦合電路組成，阻容濾波電路與差分比較電路連接，差分比較電路與光電耦合電路連接，光電耦合電路連接中央處理器4′的管腳，阻容濾波電路具有與現(xiàn)場功率因數(shù)變送器連接的端子8′；控制電路5′將控制信號分別接到中央處理器4′的管腳；顯示電路3′由串行顯示芯片及其限流電阻、數(shù)碼管組成，顯示電路3′由中央處理器通過管腳連接串行顯示芯片，串行顯示芯片通過線路連接數(shù)碼管；中央處理器管腳與輸出電路的接收端連接，輸出電路6′帶有與同步電動機(jī)勵(lì)磁裝置9′上改變勵(lì)磁力度的按鈕連接的端子7′；電源裝置2′分別與控制電路5′、顯示電路3′、輸出電路6′、中央處理器4′和采樣電路1′連接。
上述電路分布在調(diào)理板B2和處理板B1上，二者由插座相聯(lián)；信號采樣經(jīng)本裝置外插座進(jìn)入裝置，由內(nèi)部插座聯(lián)在調(diào)理板上，再經(jīng)連接插座提供給處理板。交流電經(jīng)電源插座進(jìn)入本裝置，經(jīng)變壓器變壓后由內(nèi)部插座聯(lián)在調(diào)理板上，再經(jīng)連接插座提供給處理板。
本裝置的電源插座J接外部380V交流電，380V經(jīng)變壓器B降壓后分為三路分別由15針插座Z1的7、8腳，5、6腳，2、3腳接至調(diào)理板B2，電源裝置2由三路電源組成第一路電源由電容C8、電容C9、整流橋BR1、穩(wěn)壓塊BV1、電容C6、電容C7、電阻R12與發(fā)光二極管DL1組成，在調(diào)理板B2上，由15針插座Z1的7、8腳連接整流橋BR1交流端，整流橋BR1直流端正極連接穩(wěn)壓塊BV1第1腳，整流橋BR1直流端負(fù)極連接穩(wěn)壓塊BV1第2腳，穩(wěn)壓塊BV1第3腳輸出Vcc1，其第2腳輸出地GND1，電容C6、電容C7并聯(lián)在整流橋BR1直流端正負(fù)極兩端，穩(wěn)壓塊BV1第3腳和第2腳連至25針插座Z0的7腳、8腳，電容C8、電容C9并聯(lián)在穩(wěn)壓塊BV1第3腳和第2腳之間，穩(wěn)壓塊BV1第3腳和第2腳之間有電阻R12與發(fā)光二極管DL1串聯(lián)；第二路電源由電容C10、電容C11、整流橋BR2、穩(wěn)壓塊BV2、電容C12、電容C13、電阻R13與發(fā)光二極管DL2組成，在調(diào)理板B2上，由15針插座Z1的5、6腳連接整流橋BR2交流端，整流橋BR2直流端正極連接穩(wěn)壓塊BV2第1腳，整流橋BR2直流端負(fù)極連接穩(wěn)壓塊BV2第2腳，穩(wěn)壓塊BV2第3腳輸出Vcc2，其第2腳輸出地GND2，電容C10、電容C11并聯(lián)在整流橋BR2直流端正負(fù)極兩端，穩(wěn)壓塊BV2第3腳和第2腳連至25針插座Z0的10腳、11腳，電容C12、電容C13并聯(lián)在穩(wěn)壓塊BV2第3腳和第2腳之間，穩(wěn)壓塊BV2第3腳和第2腳之間有電阻R13與發(fā)光二極管DL2串聯(lián)；第三路電源由整流橋BR3、開關(guān)穩(wěn)壓器BV3、電容C20、電容C21、電阻R14、電容C14、電阻R15、電容C15、電阻R16、發(fā)光二極管DL3、電容C17、電容C18、二極管D5、電感L組成，在調(diào)理板B2上，交流電由15針插座Z1的2、3腳連接整流橋BR3的交流端，開關(guān)穩(wěn)壓器BV3管腳1連接整流橋BR3的直流正端同時(shí)連接電容C20、電容C21，電容C20、電容C21另一端連接于整流橋BR3的直流地端，開關(guān)穩(wěn)壓器BV3管腳3經(jīng)電阻R14與電容C14串聯(lián)后接于直流地，開關(guān)穩(wěn)壓器BV3管腳4與整流橋的直流地相連，開關(guān)穩(wěn)壓器BV3管腳5經(jīng)電阻R15與電容C15并聯(lián)后接于整流橋的直流地，開關(guān)穩(wěn)壓器BV3管腳6經(jīng)電容C16并聯(lián)后接于整流橋的直流地，開關(guān)穩(wěn)壓器BV3管腳2經(jīng)電阻R16與發(fā)光二極管DL3(指示電源工作狀態(tài))及電容C17、電容C18串聯(lián)后接于整流橋的直流地，開關(guān)穩(wěn)壓器BV3管腳7經(jīng)二極管D5接于整流橋的直流地開關(guān)穩(wěn)壓器BV3管腳7經(jīng)電感L連接到25針插座Z0的2、3、4腳輸出Vcc3，開關(guān)穩(wěn)壓器BV3第4腳輸出地GND3連至插座Z0的1、14、15腳。
本實(shí)用新型的電壓、電流采樣點(diǎn)在功率因數(shù)變送器上，信號源于勵(lì)磁裝置8′上的不同位置，其間的電位關(guān)系不明確，為避免相互干擾和可能出現(xiàn)的高電位差，將電源分為三部分，分別對采樣電路、顯示電路、控制電路、輸出電路、中央處理器供電。并確保三部分電氣隔離。由于電壓、電流信號采集的是開關(guān)量，對其電源電壓的波動不敏感，因此只用普通穩(wěn)壓塊即可。
中央處理器4′由CPU-AT89C2051、12M晶振CRY、電容C4、電容C5、電阻R17、復(fù)位按鈕K3、復(fù)位電容C3組成，在處理板B1上，CPU-AT89C2051的管腳4和管腳5外接12M晶振CRY和電容C4、電容C5，復(fù)位按鈕K3與復(fù)位電容C3并聯(lián)，復(fù)位按鈕K3一端與電容正極同接于電源電壓Vcc3，復(fù)位按鈕K3另一端與電容負(fù)極同接于ACPU-T89C2051的管腳1，該管腳1經(jīng)電阻R17接至地GND3，復(fù)位按鈕K3同時(shí)也置于面板上，處理板B1上的CPU-AT89C2051的管腳10接至地GND3，管腳20接至電源電壓Vcc3。
CPU-AT89C2051內(nèi)嵌入?yún)R編程序，程序以巡回檢測的方式接收外部信號并作出處理，同時(shí)程序內(nèi)部設(shè)有一時(shí)鐘中斷，當(dāng)檢測到由電流和電壓復(fù)合而成的功率因數(shù)信號時(shí)，時(shí)鐘中斷開始計(jì)數(shù)，信號結(jié)束時(shí)停止計(jì)數(shù)并對所計(jì)數(shù)值進(jìn)行處理得到相應(yīng)的功率因數(shù)值并將其存入內(nèi)部對應(yīng)存儲器，接下來由CPU-AT89C2051比較采集到的功率因數(shù)值與設(shè)定的功率因數(shù)值以決定輸出增勵(lì)信號還是減勵(lì)信號。再由CPU-AT89C2051控制顯示電路顯示出采集到的功率因數(shù)值。當(dāng)檢測到上升下降按鈕動作時(shí)程序改變內(nèi)部對應(yīng)存儲器的值，再由CPU-AT89C2051控制顯示電路顯示出改變后的設(shè)定值。
采樣電路1′的阻容濾波電路由采集電流信號的濾波電路和采集電壓信號的濾波電路組成，其中，采集電流信號的濾波電路由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容C1組成，采集電壓信號的濾波電路由電阻R4、電阻R5、電容C2組成，兩組信號均采自現(xiàn)場功率因數(shù)變送器。電阻R1的兩端連接電阻R2、電阻R3，電阻R1的兩端同時(shí)還連接15針插座Z2的4、5腳，電阻R2、電阻R3的另一端分別接電容C1的兩端，電阻R4、電阻R5的一端分別接Z2的1、2腳，電容C2并聯(lián)于電阻R4、電阻R5的另一端。
電流信號由本裝置外插座K的1、2腳連入，經(jīng)內(nèi)部15針插座Z2的4、5腳連入到調(diào)理板B2的阻容濾波電路后由25針插座Z0連入處理板B1，電壓信號由裝置外插座K的4、5腳進(jìn)入，經(jīng)內(nèi)部15針插座Z2的1、2腳輸入到調(diào)理板B2的阻容濾波電路后由25針插座Z0連入處理板B1，調(diào)理板B2與處理板B1聯(lián)接的25針插座各腳一一對應(yīng)，統(tǒng)由Z0表示。
差分比較電路由反并聯(lián)保護(hù)二極管D1、D2、D3、D4、比較器CAM1、比較器CAM2組成，處理板B1上25針插座Z0的12腳、13腳連接反并聯(lián)保護(hù)二極管D1、D2再連入比較器CAM1的管腳3和管腳2，電壓采樣信號通過25針插座Z0的18腳、19腳連接反并聯(lián)保護(hù)二極管D3、D4再連入比較器CAM2的管腳3和管腳2，光電耦合電路由光電耦合器OP1、光電耦合器OP2、電阻R8組成，處理板B1上的比較器CAM1、比較器CAM2管腳1分別連接光電耦合器OP1、光電耦合器OP2的管腳1，光電耦合器OP1的管腳2與比較器CAM1的管腳11共地GND1，光電耦合器OP2的管腳2與比較器CAM2管腳11共地GND2，處理板B1上的兩支光電耦合器OP1管腳4連接光電耦合器OP2管腳5，光電耦合器OP2管腳4接地GND3，光電耦合器OP1管腳5連接CPU-AT89C2051管腳6，光電耦合器OP1管腳5經(jīng)上拉電阻R8接至電源電壓Vcc3。CPU-AT89C2051在低電平時(shí)由內(nèi)部設(shè)定的時(shí)鐘中斷計(jì)數(shù)，根據(jù)計(jì)數(shù)值的多少經(jīng)查表就可得到相應(yīng)的功率因數(shù)。
控制電路5′由控制按鈕K1、K2、上拉電阻R6、R7組成，處理板B1固定在面板上，處理板B1上的控制按鈕K1、K2同時(shí)也置于面板上，K1、K2的公共端接地GND3，其另一端分別連接CPU-AT89C2051管腳13、12(用于人工設(shè)定功率因數(shù)值)，并由上拉電阻R6、R7連至電源電壓Vcc3。
顯示電路3′的數(shù)碼管為八支共陰極數(shù)碼管，串行顯示芯片為MAX7219，處理板B1上的八支共陰極數(shù)碼管的對應(yīng)管腳除管腳3和管腳8外分別連接在一起(即所有數(shù)碼管的管腳1均相連，并且所有數(shù)碼管的管腳2也相連)，形成的八條線路分別接入MAX7219的管腳14、15、16、17和管腳20、21、22、23，所有數(shù)碼管的管腳3和管腳8為其陰極，對應(yīng)相連后各引出連線連接到MAX7219的管腳上，具體連接為數(shù)碼管LED1的陰極連接MAX7219的管腳2，LED2的陰極連接MAX7219的管腳11，LED3的陰極連接MAX7219的管腳6，LED4的陰極連接MAX7219的管腳7，LED5的陰極連接MAX7219的管腳3，LED6的陰極連接MAX7219的管腳10，LED7的陰極連接MAX7219的管腳5，LED8的陰極連接MAX7219的管腳8，限流電阻R9一端接MAX7219的管腳18，其另一端接MAX7219的管腳19并連至電源電壓Vcc3，處理板B1上的MAX7219的管腳9、管腳4接至地GND3，MAX7219的管腳1連接CPU-AT89C2051的管腳2，MAX7219的管腳13連接CPU-AT89C2051的管腳3。
輸出電路6′由三極管NPN1、NPN2、光電耦合器OP3、光電耦合器OP4、電阻R10、電阻R11、取消開關(guān)KM組成，處理板B1上的CPU-AT89C2051管腳9連至25針插座Z0的16腳，經(jīng)插座Z0連至調(diào)理板B2上三極管NPN1的基極，NPN1的集電極經(jīng)電阻R10連至電源電壓Vcc3，NPN1的發(fā)射極接光電耦合器OP3的管腳1，光電耦合器OP3的管腳2接至地GND3，光電耦合器OP3的管腳4經(jīng)插座Z2的7腳連至本裝置上對外插座K的11腳，插座Z2的8腳經(jīng)取消開關(guān)KM接于外插座K的10腳，對外輸出增勵(lì)控制信號。光電耦合器OP3的管腳5接于插座Z2的8腳，處理板B1上的CPU-AT89C2051管腳7連至25針插座Z0的17腳，經(jīng)插座Z0連至調(diào)理板B2上三極管NPN2的基極，NPN2的集電極經(jīng)電阻R11連至電源電壓Vcc3，NPN2的發(fā)射極接光電耦合器OP4的管腳1，光電耦合器OP4的管腳2接至地GND3，光電耦合器OP4的管腳4經(jīng)插座Z2的6腳連至本裝置上對外插座K的12腳，對外輸出減勵(lì)控制信號。光電耦合器OP4的管腳5接于插座Z2的8腳。
輸出電路是由CPU-AT89C2051直接用管腳弱電流驅(qū)動三極管基極，經(jīng)三極管放大后驅(qū)動光電耦合器，之所以經(jīng)由三極管放大，而不用CPU直接驅(qū)動光電耦合器，是為了更保險(xiǎn)起見。光電耦合器經(jīng)大電流驅(qū)動后其輸出端處于飽和狀態(tài)，用其輸出端模擬勵(lì)磁裝置增勵(lì)控制鈕和減勵(lì)控制鈕的接通狀態(tài)，將其分別并聯(lián)在勵(lì)磁裝置兩按鈕兩端即可達(dá)到由本實(shí)用新型控制增勵(lì)減勵(lì)的目的。
處理板B2在內(nèi)部固定于面板上，面板上設(shè)置顯示窗口，同時(shí)顯示功率因數(shù)的采樣值和設(shè)定值；面板上設(shè)置有加數(shù)減數(shù)按鈕，用于設(shè)定功率因數(shù)；面板上設(shè)置有復(fù)位按鈕，用于微機(jī)復(fù)位；面板上還設(shè)置有取消開關(guān)，用于屏蔽功率因數(shù)自動跟蹤功能。裝置后部設(shè)置外插座K用于輸入信號，對外控制，又設(shè)有電源插座輸入380V交流電。
本實(shí)用新型的工作過程是程序以巡回檢測的方式接收外部信號并作出處理，同時(shí)程序內(nèi)部設(shè)有一時(shí)鐘中斷，電流電壓信號從外插座K進(jìn)入，經(jīng)調(diào)理板B2上的阻容濾波電路和25針插座Z0傳至比較器CAM1、比較器CAM2，比較器輸出為50Hz高低電平信號，兩路信號分別傳入光電耦合器OP1、光電耦合器OP2，兩個(gè)光電耦合器輸出端串聯(lián)使兩路信號相與，相與后的信號傳入CPU-AT89C2051管腳6，當(dāng)檢測到由電流和電壓復(fù)合而成的功率因數(shù)信號傳入CPU-AT89C2051為低電平時(shí)由內(nèi)部設(shè)定的時(shí)鐘中斷計(jì)數(shù)，信號結(jié)束停止計(jì)數(shù)，對所計(jì)數(shù)值進(jìn)行處理并將其存入內(nèi)部對應(yīng)存儲器，根據(jù)計(jì)數(shù)值的多少經(jīng)查表就可得到相應(yīng)的功率因數(shù)。接下來由CPU比較采集到的功率因數(shù)值與設(shè)定的功率因數(shù)值以決定輸出增勵(lì)信號還是減勵(lì)信號。若輸出增勵(lì)信號則由CPU-AT89C2051管腳9通過25針插座Z0驅(qū)動調(diào)理板上的三極管NPN1的基極，再由三極管驅(qū)動光電耦合器OP3，光電耦合器OP3輸出端通過15針插座Z2輸出增勵(lì)控制信號；若輸出減勵(lì)信號則由CPU-AT89C2051管腳7通過25針插座Z0驅(qū)動三極管NPN2的基極，再由三極管驅(qū)動光電耦合器OP4，光電耦合器OP4輸出端通過15針插座Z2輸出減勵(lì)控制信號；然后CPU-AT89C2051通過管腳8片選中MAX7219，由管腳1和管腳2串行輸出控制命令字控制顯示電路顯示出采集到的功率因數(shù)值。CPU-AT89C2051由管腳13、14檢測到上升下降按鈕動作時(shí)程序改變內(nèi)部對應(yīng)存儲器的值，再由CPU-AT89C2051選中MAX7219控制顯示電路顯示出改變后的設(shè)定值。
權(quán)利要求1.一種同步電動機(jī)功率因數(shù)檢測顯示與控制裝置，其特征在于它由采樣電路(1′)、控制電路(5′)、顯示電路(3′)、輸出電路(6′)、中央處理器(4′)以及電源裝置(2′)組成；采樣電路(1′)由阻容濾波電路、差分比較電路、光電耦合電路組成，阻容濾波電路與差分比較電路連接，差分比較電路與光電耦合電路連接，光電耦合電路連接中央處理器(4′)管腳，阻容濾波電路具有與現(xiàn)場功率因數(shù)變送器連接的端子(8′)；控制電路(5′)將控制信號分別接到中央處理器(4′)的管腳；顯示電路(3′)由串行顯示芯片及其限流電阻、數(shù)碼管組成，顯示電路(3′)由中央處理器(4′)通過管腳連接串行顯示芯片，串行顯示芯片通過線路連接數(shù)碼管；中央處理器(4′)管腳與輸出電路(6′)的接收端連接，輸出電路(6′)帶有與同步電動機(jī)勵(lì)磁裝置上改變勵(lì)磁力度的按鈕連接的端子(7′)；電源裝置(2′)分別與控制電路(5′)、顯示電路(3′)、輸出電路(6′)、中央處理器(4′)和采樣電路(1′)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步電動機(jī)功率因數(shù)檢測顯示與控制裝置，其特征在于本裝置的電源插座J接外部380V交流電，380V經(jīng)變壓器B降壓后分為三路分別由15針插座Z1的7、8腳，5、6腳，2、3腳接至調(diào)理板B2，電源裝置(2′)由三路電源組成第一路電源由電容C8、電容C9、整流橋BR1、穩(wěn)壓塊BV1、電容C6、電容C7、電阻R12與發(fā)光二極管DL1組成，在調(diào)理板B2上，由15針插座Z1的7、8腳連接整流橋BR1交流端，整流橋BR1直流端正極連接穩(wěn)壓塊BV1第1腳，整流橋BR1直流端負(fù)極連接穩(wěn)壓塊BV1第2腳，穩(wěn)壓塊BV1第3腳輸出Vcc1，其第2腳輸出地GND1，電容C6、電容C7并聯(lián)在整流橋BR1直流端正負(fù)極兩端，穩(wěn)壓塊BV1第3腳和第2腳連至25針插座Z0的7腳、8腳，電容C8、電容C9并聯(lián)在穩(wěn)壓塊BV1第3腳和第2腳之間，穩(wěn)壓塊BV1第3腳和第2腳之間有電阻R12與發(fā)光二極管DL1串聯(lián)；第二路電源由電容C10、電容C11、整流橋BR2、穩(wěn)壓塊BV2、電容C12、電容C13、電阻R13與發(fā)光二極管DL2組成，在調(diào)理板B2上，由15針插座Z1的5、6腳連接整流橋BR2交流端，整流橋BR2直流端正極連接穩(wěn)壓塊BV2第1腳，整流橋BR2直流端負(fù)極連接穩(wěn)壓塊BV2第2腳，穩(wěn)壓塊BV2第3腳輸出Vcc2，其第2腳輸出地GND2，電容C10、電容C11并聯(lián)在整流橋BR2直流端正負(fù)極兩端，穩(wěn)壓塊BV2第3腳和第2腳連至25針插座Z0的10腳、11腳，電容C12、電容C13并聯(lián)在穩(wěn)壓塊BV2第3腳和第2腳之間，穩(wěn)壓塊BV2第3腳和第2腳之間有電阻R13與發(fā)光二極管DL2串聯(lián)；第三路電源由整流橋BR3、開關(guān)穩(wěn)壓器BV3、電容C20、電容C21、電阻R14、電容C14、電阻R15、電容C15、電阻R16、發(fā)光二極管DL3、電容C17、電容C18、二極管D5、電感L組成，在調(diào)理板B2上，交流電由15針插座Z1的2、3腳連接整流橋BR3的交流端，開關(guān)穩(wěn)壓器BV3管腳1連接整流橋BR3的直流正端同時(shí)連接電容C20、電容C21，電容C20、電容C21另一端連接于整流橋BR3的直流地端，開關(guān)穩(wěn)壓器BV3管腳3經(jīng)電阻R14與電容C14串聯(lián)后接于直流地，開關(guān)穩(wěn)壓器BV3管腳4與整流橋的直流地相連，開關(guān)穩(wěn)壓器BV3管腳5經(jīng)電阻R15與電容C15并聯(lián)后接于整流橋的直流地，開關(guān)穩(wěn)壓器BV3管腳6經(jīng)電容C16并聯(lián)后接于整流橋的直流地，開關(guān)穩(wěn)壓器BV3管腳2經(jīng)電阻R16與發(fā)光二極管DL3及電容C17、電容C18串聯(lián)后接于整流橋的直流地，開關(guān)穩(wěn)壓器BV3管腳7經(jīng)二極管D5接于整流橋的直流地，開關(guān)穩(wěn)壓器BV3管腳7經(jīng)電感L連接到25針插座Z0的2、3、4腳輸出Vcc3，開關(guān)穩(wěn)壓器BV3第4腳輸出地GND3連至插座Z0的1、14、15腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步電動機(jī)功率因數(shù)檢測顯示與控制裝置，其特征在于中央處理器(4′)由CPU-AT89C2051、12M晶振CRY、電容C4、電容C5、電阻R17、復(fù)位按鈕K3、復(fù)位電容C3組成，在處理板B1上，CPU-AT89C2051的管腳4和管腳5外接12M晶振CRY和電容C4、電容C5，復(fù)位按鈕K3與復(fù)位電容C3并聯(lián)，復(fù)位按鈕K3一端與電容正極同接于電源電壓Vcc3，復(fù)位按鈕K3另一端與電容負(fù)極同接于ACPU-T89C2051的管腳1，該管腳1經(jīng)電阻R17接至地GND3，復(fù)位按鈕K3同時(shí)也置于面板上，處理板B1上的CPU-AT89C2051的管腳10接至地GND3，管腳20接至電源電壓Vcc3。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的同步電動機(jī)功率因數(shù)檢測顯示與控制裝置，其特征在于采樣電路(1′)的阻容濾波電路由采集電流信號的濾波電路和采集電壓信號的濾波電路組成，其中，采集電流信號的濾波電路由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容C1組成，采集電壓信號的濾波電路由電阻R4、電阻R5、電容C2組成，電阻R1的兩端連接電阻R2、電阻R3，電阻R1的兩端同時(shí)連接15針插座Z2的4、5腳，電阻R2、電阻R3的另一端分別接電容C1的兩端，電阻R4、電阻R5的一端分別接Z2的1、2腳，電容C2并聯(lián)于電阻R4、電阻R5的另一端；電流信號由本裝置外插座K的1、2腳連入，經(jīng)內(nèi)部15針插座Z2的4、5腳連入到調(diào)理板B2的阻容濾波電路后由25針插座Z0連入處理板B1，電壓信號由裝置外插座K的4、5腳進(jìn)入，經(jīng)內(nèi)部15針插座Z2的1、2腳輸入到調(diào)理板B2的阻容濾波電路后由25針插座Z0連入處理板B1，調(diào)理板B2與處理板B1聯(lián)接的25針插座各腳一一對應(yīng)；差分比較電路由反并聯(lián)保護(hù)二極管D1、D2、D3、D4、比較器CAM1、比較器CAM2組成，處理板B1上25針插座Z0的12腳、13腳連接反并聯(lián)保護(hù)二極管D1、D2再連入比較器CAM1的管腳3和管腳2，電壓采樣信號通過25針插座Z0的18腳、19腳連接反并聯(lián)保護(hù)二極管D3、D4再連入比較器CAM2的管腳3和管腳2，光電耦合電路由光電耦合器OP1、光電耦合器OP2、電阻R8組成，處理板B1上的比較器CAM1、比較器CAM2管腳1分別連接光電耦合器OP1、光電耦合器OP2的管腳1，光電耦合器OP1的管腳2與比較器CAM1的管腳11共地GND1，光電耦合器OP2的管腳2與比較器CAM2管腳11共地GND2，處理板B1上的兩支光電耦合器OP1管腳4連接光電耦合器OP2管腳5，光電耦合器OP2管腳4接地GND3，光電耦合器OP1管腳5連接CPU-AT89C2051管腳6，光電耦合器OP1管腳5經(jīng)上拉電阻R8接至電源電壓Vcc3。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的同步電動機(jī)功率因數(shù)檢測顯示與控制裝置，其特征在于控制電路(5′)由控制按鈕K1、K2、上拉電阻R6、R7組成，處理板B1固定在面板上，處理板B1上的控制按鈕K1、K2同時(shí)也置于面板上，K1、K2的公共端接地GND3，其另一端分別連接CPU-AT89C2051管腳13、12，并由上拉電阻R6、R7連至電源電壓Vcc3。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的同步電動機(jī)功率因數(shù)檢測顯示與控制裝置，其特征在于顯示電路(3′)的數(shù)碼管為八支共陰極數(shù)碼管，串行顯示芯片為MAX7219，處理板B1上的八支共陰極數(shù)碼管的對應(yīng)管腳除管腳3和管腳8外分別連接在一起，形成的八條線路分別接入MAX7219的管腳14、15、16、17和管腳20、21、22、23，所有數(shù)碼管的管腳3和管腳8為其陰極，對應(yīng)相連后各引出連線連接到MAX7219的管腳上，具體連接為數(shù)碼管LED1的陰極連接MAX7219的管腳2，LED2的陰極連接MAX7219的管腳11，LED3的陰極連接MAX7219的管腳6，LED4的陰極連接MAX7219的管腳7，LED5的陰極連接MAX7219的管腳3，LED6的陰極連接MAX7219的管腳10，LED7的陰極連接MAX7219的管腳5，LED8的陰極連接MAX7219的管腳8，限流電阻R9一端接MAX7219的管腳18，其另一端接MAX7219的管腳19并連至電源電壓Vcc3，處理板B1上的MAX7219的管腳9、管腳4接至地GND3，MAX7219的管腳1連接CPU-AT89C2051的管腳2，MAX7219的管腳13連接CPU-AT89C2051的管腳3。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的同步電動機(jī)功率因數(shù)檢測顯示與控制裝置，其特征在于輸出電路(6′)由三極管NPN1、NPN2、光電耦合器OP3、光電耦合器OP4、電阻R10、電阻R11、取消開關(guān)KM組成，處理板B1上的CPU-AT89C2051管腳9連至25針插座Z0的16腳，經(jīng)插座Z0連至調(diào)理板B2上三極管NPN1的基極，NPN1的集電極經(jīng)電阻R10連至電源電壓Vcc3，NPN1的發(fā)射極接光電耦合器OP3的管腳1，光電耦合器OP3的管腳2接至地GND3，光電耦合器OP3的管腳4經(jīng)插座Z2的7腳連至本裝置上對外插座K的1 1腳，插座Z2的8腳經(jīng)取消開關(guān)KM接于外插座K的10腳，光電耦合器OP3的管腳5接于插座Z2的8腳，處理板B1上的CPU-AT89C2051管腳7連至25針插座Z0的17腳，經(jīng)插座Z0連至調(diào)理板B2上三極管NPN2的基極，NPN2的集電極經(jīng)電阻R11連至電源電壓Vcc3，NPN2的發(fā)射極接光電耦合器OP4的管腳1，光電耦合器OP4的管腳2接至地GND3，光電耦合器OP4的管腳4經(jīng)插座Z2的6腳連至本裝置上對外插座K的12腳，光電耦合器OP4的管腳5接于插座Z2的8腳。
專利摘要一種同步電動機(jī)功率因數(shù)檢測顯示與控制裝置,它由采樣電路、控制電路、顯示電路、輸出電路、中央處理器以及電源裝置組成。采樣電路具有與現(xiàn)場功率因數(shù)變送器連接的端子;控制電路由人工設(shè)定功率因數(shù)值并有復(fù)位功能;顯示電路同時(shí)顯示功率因數(shù)的采樣值和設(shè)定值;輸出電路對外輸出控制信號控制同步電動機(jī)勵(lì)磁裝置以跟蹤功率因數(shù)設(shè)定值;電源裝置為以上各電路提供電源。它實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)的數(shù)字化顯示與自動控制,穩(wěn)定了電機(jī)運(yùn)行。
文檔編號G01L3/24GK2486960SQ0122624
公開日2002年4月17日 申請日期2001年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月10日
發(fā)明者賈文煜, 李紅欣, 王書巖, 陳永鋒, 許強(qiáng), 韓金平 申請人:河北省電子信息技術(shù)研究院