專利名稱：直流電機電樞電感檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)控制領(lǐng)域，涉及一種電路，特別涉及一種直流電機電樞電感檢測電路，適用于要求在線檢測直流電機電樞電感參數(shù)的場合。
背景技術(shù)：
直流電機是機械設(shè)備控制中的基礎(chǔ)性執(zhí)行元件，用途廣泛，在直流電機的力矩或電樞電流控制系統(tǒng)中，需辨識電機的電樞電阻、電樞電感等參數(shù)，其中的電樞電阻參數(shù)容易獲得，而目前獲取電樞電感參數(shù)的常用方法有用RLC測試儀離線測試電感值的方法、使電 機堵轉(zhuǎn)時通過測電樞電流的飛升相應(yīng)曲線進(jìn)而計算電感量的方法、基于檢測電樞電流與轉(zhuǎn)速并用最小二乘法處理的實驗辨識方法等，上述方法存在的問題是離線式測試難以反映實際運行時的參數(shù)、在線測試過程較復(fù)雜且計算量大等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種通過檢測電樞電流波動量的等效有效值進(jìn)而獲取電樞電感參數(shù)的直流電機電樞電感檢測電路。本發(fā)明包括直流電機的電樞電流檢測電路和信號運算電路。直流電機的電樞電流檢測電路包括直流電機Ml、電流傳感器CSl、正電源電容Cl、負(fù)電源電容C2、隔直電容C3，直流電機Ml的電樞正端A+與外部輸入的電樞供電正端Ud+連接，直流電機Ml的電樞負(fù)端A-的連線穿過電流傳感器CSl的檢測孔CK后與外部輸入的電樞供電負(fù)端Ud-連接，電流傳感器CSl的正電源端VCC與外部輸入的正電源端VCC、正電源電容Cl的正端連接，電流傳感器CSl的負(fù)電源端VSS與外部輸入的負(fù)電源端VSS、負(fù)電源電容C2的負(fù)端連接，電流傳感器CSl的地端GND接地，電流傳感器CSl的輸出端OUT與隔直電容C3的一端連接，隔直電容C3的另一端與有效值芯片ICl的第一輸入端INl相連接，正電源電容Cl的負(fù)端、負(fù)電源電容C2的正端均接地；
信號運算電路包括有效值芯片IC1、運放IC2、乘法器IC3、濾波電容C4、限流電阻R1、輸入電阻R2、反饋電阻R3 ;有效值芯片ICl的正電源端V+、運放IC2的正電源端+V、乘法器IC3的正電源端+V均與外部輸入的正電源端VCC相連接，有效值芯片ICl的地端GND、第2輸入端IN2、使能端/EN、差分輸出端OUTRTN均接地，有效值芯片ICl的輸出端OUT端與濾波電容C4的一端、乘法器IC3的正X輸入端Xl相連接，濾波電容C4的另一端接地，運放IC2的負(fù)電源端-V、乘法器IC3的負(fù)電源端-V均與外部輸入的負(fù)電源端VSS相連接，運放IC2的正輸入端+IN接地，運放IC2的負(fù)輸入端-IN與輸入電阻R2的一端、反饋電阻R3的一端相連接，輸入電阻R2的另一端與限流電阻Rl的一端、穩(wěn)壓管DWl的陰極端相連接，限流電阻Rl的另一端與外部輸入的正電源端VCC相連接，穩(wěn)壓管DWl的陽極端接地，反饋電阻R3的另一端與乘法器IC3的輸出端OUT相連接，運放IC2的輸出端OUT與乘法器IC3的負(fù)Y輸入端Y2端、本電路最終輸出端Uout端相連接，乘法器IC3的正Y輸入端Y1、負(fù)X輸入端X2、偏置端Z均接地。
本發(fā)明的有益效果如下
本發(fā)明給他勵或永磁式直流電機的電樞施加平均分量為O、正負(fù)對稱的方波電壓，通過檢測電樞電流波動量的等效有效值，及運算后可獲取電樞電感參數(shù)，該方法可靠性高、成本低、通用性強。


圖I為本發(fā)明的電路 圖2為本發(fā)明電路中電機電壓與電流的波形圖。
具體實施方式
、下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖I所示，直流電機電樞電感檢測電路，包括直流電機的電樞電流檢測電路和信號運算電路。直流電機的電樞電流檢測電路包括直流電機Ml、電流傳感器CSl、正電源電容Cl、負(fù)電源電容C2、隔直電容C3，直流電機Ml的電樞正端A+與外部輸入的電樞供電正端Ud+連接，直流電機Ml的電樞負(fù)端A-的連線穿過電流傳感器CSl的檢測孔CK后與外部輸入的電樞供電負(fù)端Ud-連接，電流傳感器CSl的正電源端VCC與外部輸入的正電源端VCC、正電源電容Cl的正端連接，電流傳感器CSl的負(fù)電源端VSS與外部輸入的負(fù)電源端VSS、負(fù)電源電容C2的負(fù)端連接，電流傳感器CSl的地端GND接地，電流傳感器CSl的輸出端OUT與隔直電容C3的一端連接，隔直電容C3的另一端與有效值芯片ICl的第一輸入端INl相連接，正電源電容Cl的負(fù)端、負(fù)電源電容C2的正端均接地；
信號運算電路包括有效值芯片IC1、運放IC2、乘法器IC3、濾波電容C4、限流電阻R1、輸入電阻R2、反饋電阻R3 ;有效值芯片ICl的正電源端V+、運放IC2的正電源端+V、乘法器IC3的正電源端+V均與外部輸入的正電源端VCC相連接，有效值芯片ICl的地端GND、第2輸入端IN2、使能端/EN、差分輸出端OUTRTN均接地，有效值芯片ICl的輸出端OUT端與濾波電容C4的一端、乘法器IC3的正X輸入端Xl相連接，濾波電容C4的另一端接地，運放IC2的負(fù)電源端-V、乘法器IC3的負(fù)電源端-V均與外部輸入的負(fù)電源端VSS相連接，運放IC2的正輸入端+IN接地，運放IC2的負(fù)輸入端-IN與輸入電阻R2的一端、反饋電阻R3的一端相連接，輸入電阻R2的另一端與限流電阻Rl的一端、穩(wěn)壓管DWl的陰極端相連接，限流電阻Rl的另一端與外部輸入的正電源端VCC相連接，穩(wěn)壓管DWl的陽極端接地，反饋電阻R3的另一端與乘法器IC3的輸出端OUT相連接，運放IC2的輸出端OUT與乘法器IC3的負(fù)Y輸入端Y2端、本電路最終輸出端Uout端相連接，乘法器IC3的正Y輸入端Y1、負(fù)X輸入端X2、偏置端Z均接地。如圖2所示，該圖為本發(fā)明電路中直流電機Ml電壓與電流的波形圖，其中的&是施加給直流電機Ml電樞的正負(fù)對稱的方波電壓，該方波的周期為Γ (對應(yīng)的頻率為/ =1/Π，幅值為仏。i是直流電機Ml的電樞電流波形，當(dāng)直流電機Ml的電壓方波的周期小于電樞回路的電磁時間常數(shù)的五分之一時，i是正三角波，其周期也是r，峰值為^4。本發(fā)明所使用的包括電流傳感器CS1、有效值芯片IC1、運放IC2、乘法器IC3等在內(nèi)的所有器件均采用現(xiàn)有的成熟產(chǎn)品，可以通過市場取得。例如電流傳感器采用BJHCS-K3系列霍爾電流傳感器，有效值芯片采用LTC1968，運放采用TLC2654，乘法器采用AD633 等。本發(fā)明中的主要電路參數(shù)及輸入輸出關(guān)系如下
在圖2所示的直流電機Ml電樞電壓方波作用下，直流電機Ml電樞電流檢測電路的輸入輸出關(guān)系如式(I)所不，其中的u01為電流傳感器CSl的輸出電壓信號(V),i為直流電機Ml電樞電流(A)，冬為電流傳感器CSl的變換系數(shù)(V/A);有效值電路的輸入輸出關(guān)系如式
(2)所示，u02為有效值芯片ICl的輸出電壓信號(ν)，Δ/Μ為直流電機Ml電樞電流波形的
峰值(A)，如式(3 )所示，其中的是直流電機Ml電樞電壓方波的峰值(V)，/是直流電機Ml電樞電壓方波的頻率(Hz)，4是直流電機Ml電樞電感(H);式(4)是本發(fā)明電路的穩(wěn)態(tài)輸出信號與直流電機Ml電樞電感間的關(guān)系式,式(5)是電機電樞電感與本發(fā)明電路的穩(wěn)態(tài)輸出信號LfcW間的關(guān)系式，式(6)是除法電路輸入輸出間的系數(shù)關(guān)系式，其中的七為除法變換系數(shù)(V2);式(7)是本發(fā)明電路穩(wěn)態(tài)輸出信號與電機電樞電感間的系數(shù)關(guān)系式，其中的力電感變換系數(shù)(V/H)，Ucrntmmi為最大輸出信號，L眶為被測的最大電感；式(8)是
R2、R3及偏置電壓、間的參數(shù)配合關(guān)系式，士為穩(wěn)壓管DWl的穩(wěn)壓值(V)。這樣，即可實現(xiàn)對直流電機電樞電感的在線檢測。
權(quán)利要求
1.直流電機電樞電感檢測電路,包括直流電機的電樞電流檢測電路和信號運算電路，其特征在于 直流電機的電樞電流檢測電路包括直流電機Ml、電流傳感器CSl、正電源電容Cl、負(fù)電源電容C2、隔直電容C3，直流電機Ml的電樞正端A+與外部輸入的電樞供電正端Ud+連接，直流電機Ml的電樞負(fù)端A-的連線穿過電流傳感器CSl的檢測孔CK后與外部輸入的電樞供電負(fù)端Ud-連接，電流傳感器CSl的正電源端VCC與外部輸入的正電源端VCC、正電源電容Cl的正端連接，電流傳感器CSl的負(fù)電源端VSS與外部輸入的負(fù)電源端VSS、負(fù)電源電容C2的負(fù)端連接，電流傳感器CSl的地端GND接地，電流傳感器CSl的輸出端OUT與隔直電容C3的一端連接，隔直電容C3的另一端與有效值芯片ICl的第一輸入端INl相連接，正電源電容Cl的負(fù)端、負(fù)電源電容C2的正端均接地； 信號運算電路包括有效值芯片IC1、運放IC2、乘法器IC3、濾波電容C4、限流電阻R1、輸入電阻R2、反饋電阻R3 ;有效值芯片ICl的正電源端V+、運放IC2的正電源端+V、乘法器IC3的正電源端+V均與外部輸入的正電源端VCC相連接，有效值芯片ICl的地端GND、第2輸入端IN2、使能端/EN、差分輸出端OUTRTN均接地，有效值芯片ICl的輸出端OUT端與濾波電容C4的一端、乘法器IC3的正X輸入端Xl相連接，濾波電容C4的另一端接地，運放IC2的負(fù)電源端-V、乘法器IC3的負(fù)電源端-V均與外部輸入的負(fù)電源端VSS相連接，運放IC2的正輸入端+IN接地，運放IC2的負(fù)輸入端-IN與輸入電阻R2的一端、反饋電阻R3的一端相連接，輸入電阻R2的另一端與限流電阻Rl的一端、穩(wěn)壓管DWl的陰極端相連接，限流電阻Rl的另一端與外部輸入的正電源端VCC相連接，穩(wěn)壓管DWl的陽極端接地，反饋電阻R3的另一端與乘法器IC3的輸出端OUT相連接，運放IC2的輸出端OUT與乘法器IC3的負(fù)Y輸入端Y2端、本電路最終輸出端Uout端相連接，乘法器IC3的正Y輸入端Y1、負(fù)X輸入端X2、偏置端Z均接地。
全文摘要
本發(fā)明公開一種直流電機電樞電感檢測電路，包括直流電機的電樞電流檢測電路和信號運算電路，具體包括直流電機M1、電流傳感器CS1、正電源電容C1、負(fù)電源電容C2、隔直電容C3、有效值芯片IC1、運放IC2、乘法器IC3、濾波電容C4、限流電阻R1、輸入電阻R2、反饋電阻R3；直流電機M1的電樞正端A、負(fù)端A-與外部輸入的電樞供電正端Ud+、負(fù)端Ud-連接，電流傳感器CS1的輸出端OUT與隔直電容C3的一端連接,有效值芯片IC1的第一輸入端IN1、輸出端OUT與隔直電容C3另一端、乘法器IC3正X輸入端X1連接，運放IC2的負(fù)輸入端-IN與輸入電阻R2一端連接。本發(fā)明通用性強、電路簡單、性能好。
文檔編號G01R27/26GK102735944SQ20121024071
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者盧玲, 陳德傳 申請人:杭州電子科技大學(xué)