專利名稱：中小型三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種中小型三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行測(cè)試儀，屬于異步電動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
中小型三相異步電動(dòng)機(jī)是電カ機(jī)械的主要原動(dòng)力，它的用電占全國(guó)總發(fā)電量的60%以上，這些電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)90%以上的以電為能源的運(yùn)動(dòng)機(jī)械，這些電能的使用導(dǎo)致產(chǎn)生大量的CO2排放到大氣層。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家都在積極研究減排的有效措施，并將提高用能設(shè)備的效率作為主要方向。因此提高電機(jī)效率作為保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的重要手段，已成為世界許多國(guó)家的共識(shí)。目前采用中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值與節(jié)能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)在用中小型三相異步電動(dòng)機(jī)的效率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，90年代初期生產(chǎn)的電機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行測(cè)試儀，能在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量在線電機(jī)的各種工作參數(shù)，如電流、電壓、功率、效率功率因數(shù)等，及全性能、測(cè)定電機(jī)瞬時(shí)變動(dòng)負(fù)荷和測(cè)繪出電機(jī)轉(zhuǎn)矩——轉(zhuǎn)速特性曲線。北京中西化玻儀器有限公司生產(chǎn)的M304466電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行測(cè)試儀，可不斷電在線檢測(cè)用電設(shè)備和エ頻線路的所有電能電量參數(shù)，對(duì)其輸入電動(dòng)機(jī)空載參數(shù)和額定參數(shù)，可檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸端的輸出功率、效率、負(fù)載率。北京中儀金葉科技有限公司上海華勝自動(dòng)化儀表有限公司生產(chǎn)的DJYC電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行測(cè)試儀，可不斷電在線檢測(cè)用電設(shè)備和エ頻線路的所有電能電量參數(shù)，對(duì)其輸入電動(dòng)機(jī)空載參數(shù)和額定參數(shù)，即可檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸端的輸出功率、效率和負(fù)載率。上述電動(dòng)機(jī)運(yùn)行測(cè)試儀均存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格偏高的缺陷，不利于該類(lèi)產(chǎn)品的普及。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)運(yùn)行測(cè)試儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題，提供ー種中小型三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行測(cè)試儀。本實(shí)用新型所述中小型三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行測(cè)試儀，它包括信號(hào)采集電路、信號(hào)調(diào)理電路、采樣保持及A/D轉(zhuǎn)換電路、中央處理器、USB存儲(chǔ)器、鎖相環(huán)電路、測(cè)頻電路和看門(mén)狗電路，信號(hào)采集電路的采樣信號(hào)輸出端連接信號(hào)調(diào)理電路的采樣信號(hào)輸入端，信號(hào)調(diào)理電路的采樣信號(hào)輸出端連接采樣保持及A/D轉(zhuǎn)換電路的模擬信號(hào)輸入端，采樣保持及A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號(hào)輸出端連接中央處理器的第一信號(hào)輸入端，中央處理器的存儲(chǔ)信號(hào)輸出端連接USB存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)信號(hào)輸入端；信號(hào)采集電路的采樣信號(hào)輸出端連接鎖相環(huán)電路的采樣信號(hào)輸入端，鎖相環(huán)電路的控制信號(hào)輸出端連接采樣保持及A/D轉(zhuǎn)換電路的控制信號(hào)輸入端，鎖相環(huán)電路的倍頻信號(hào)輸出端連接測(cè)頻電路的倍頻信號(hào)輸入端，測(cè)頻電路的信號(hào)輸出端連接中央處理器的第二信號(hào)輸入端，[0009]看門(mén)狗電路的信號(hào)輸出端連接中央處理器的第三信號(hào)輸入端。它還包括顯示器，顯示器的顯示信號(hào)輸入端連接中央處理器的顯示信號(hào)輸出端。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型電路設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)試儀便攜小型化，能夠應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試使用，以對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判定。具有測(cè)試過(guò)程安全、操作安全可靠及測(cè)試結(jié)果直觀的優(yōu)點(diǎn)，有利于減輕工作人員的工作壓カ和操作難度。本實(shí)用新型有利于普及推廣使用，其使用有利于節(jié)能降耗減排，能夠?qū)﹄娔芄芾砥鸬酱龠M(jìn)作用。

圖I為本實(shí)用新型的原理框圖；圖2為鎖相環(huán)電路的原理框圖；圖3為鎖相環(huán)電路的由步采樣電路原理圖；圖4為采樣保持及A/D轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖；圖5為A/D轉(zhuǎn)換電路ADS8364與中央處理器F2812的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖I至圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述中小型三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行測(cè)試儀，它包括信號(hào)采集電路I、信號(hào)調(diào)理電路2、采樣保持及A/D轉(zhuǎn)換電路3、中央處理器4、USB存儲(chǔ)器5、鎖相環(huán)電路6、測(cè)頻電路7和看門(mén)狗電路8，信號(hào)采集電路I的采樣信號(hào)輸出端連接信號(hào)調(diào)理電路2的采樣信號(hào)輸入端，信號(hào)調(diào)理電路2的采樣信號(hào)輸出端連接采樣保持及A/D轉(zhuǎn)換電路3的模擬信號(hào)輸入端，采樣保持及A/D轉(zhuǎn)換電路3的數(shù)字信號(hào)輸出端連接中央處理器4的第一信號(hào)輸入端，中央處理器4的存儲(chǔ)信號(hào)輸出端連接USB存儲(chǔ)器5的存儲(chǔ)信號(hào)輸入端；信號(hào)采集電路I的采樣信號(hào)輸出端連接鎖相環(huán)電路6的采樣信號(hào)輸入端，鎖相環(huán)電路6的控制信號(hào)輸出端連接采樣保持及A/D轉(zhuǎn)換電路3的控制信號(hào)輸入端，鎖相環(huán)電路6的倍頻信號(hào)輸出端連接測(cè)頻電路7的倍頻信號(hào)輸入端，測(cè)頻電路7的信號(hào)輸出端連接中央處理器4的第二信號(hào)輸入端，看門(mén)狗電路8的信號(hào)輸出端連接中央處理器4的第三信號(hào)輸入端。本實(shí)施方式在使用的時(shí)候，應(yīng)預(yù)先存儲(chǔ)各類(lèi)中、小型三相異步電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)、空載參數(shù)，現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)有功功率、功率因數(shù)、負(fù)載率和曲線參數(shù)，并通過(guò)顯示器實(shí)時(shí)顯示其效率曲線，并對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判定。還可通過(guò)自動(dòng)設(shè)置定時(shí)時(shí)間來(lái)計(jì)算加權(quán)平均綜合效率。所述測(cè)試儀通過(guò)信號(hào)采集電路I實(shí)時(shí)采集電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的電壓和電流，可測(cè)試電動(dòng)機(jī)多種運(yùn)行參數(shù)。能對(duì)三相交流電參量如電流、電壓、功率等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試與顯示。A/D轉(zhuǎn)換電路應(yīng)用高速16位的A/D轉(zhuǎn)換器ADS8364實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的采樣和轉(zhuǎn)換，運(yùn)算速度高，實(shí)時(shí)性好，準(zhǔn)確度高，特別適合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。中央處理器4在測(cè)量精度和實(shí)時(shí)性的要求下，可選用TI公司的TMS320F2812芯片。信號(hào)采集電路I采集電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的電壓和電流信號(hào)，能夠?qū)崿F(xiàn)外部信號(hào)與測(cè)試儀的電氣隔離，減小了外部電磁干擾，提高了電氣安全性能和可靠性，并將電壓信號(hào)變?yōu)榕c輸入電路幅值匹配的信號(hào)輸出。鎖相環(huán)電路6主要由相位比較器、壓控振蕩器和低通濾波器三部分組成。圖2所示，鎖相環(huán)電路6中壓控振蕩器的輸出經(jīng)分頻器分頻，變成ー種接近輸入同步基頻的參考脈沖，在相位比較器的輸入端與輸入信號(hào)進(jìn)行比較，相位比較器的輸出與參考信號(hào)和輸入同步信號(hào)之間相位差的直流分量成比例，用于控制壓控振蕩器的振蕩頻率，使壓控振蕩器輸出經(jīng)分頻器分頻后的頻率向被測(cè)信號(hào)頻率靠攏，直至頻差消失，環(huán)路鎖定，此時(shí)壓控振蕩器輸出頻率正好是被測(cè)信號(hào)的N倍。圖3所示，⑶4046鎖相環(huán)內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率由CA和CB間電容和Rl電阻確定，調(diào)整在128X 50Hz附近。エ頻信號(hào)ua經(jīng)過(guò)比較器LM311整形后成為T(mén)TL電平的エ 頻方波信號(hào)，它與經(jīng)過(guò)8位ニ進(jìn)制計(jì)數(shù)器CD4024進(jìn)行128分頻后的信號(hào)作相位比較，然后從相位比較器輸出并經(jīng)RC低通濾波后，得到控制壓控振蕩器頻率的信號(hào)。用壓控振蕩器的輸出去控制采樣保持器并啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后向F2812發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，F(xiàn)2812響應(yīng)中斷后把A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果讀入，這樣就可以使采樣點(diǎn)均勻分布在電網(wǎng)的一個(gè)整周波內(nèi)，消除了同步誤差，實(shí)現(xiàn)了無(wú)相位差的同步采樣。鎖相環(huán)法實(shí)現(xiàn)了用硬件保證采樣的同步性，從根本上消除了因采樣不同步帶來(lái)的誤差。信號(hào)調(diào)理電路2與采樣保持及A/D轉(zhuǎn)換電路3 :信號(hào)調(diào)理電路2主要實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電壓、電流信號(hào)進(jìn)行分壓分流，并實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)的電平偏移來(lái)滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS8364的輸入要求。圖4所示，將信號(hào)調(diào)理電路2傳來(lái)的信號(hào)進(jìn)行A/D變換，將模擬輸入量變成數(shù)字量，送給中央處理器CPU進(jìn)行處理。A/D轉(zhuǎn)換電路的模擬信號(hào)采用差分輸入方式，通過(guò)圖5所示電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。由于ADS8364與F2812都是TI公司提供的高速芯片，兩者在速度上能夠完全匹配，實(shí)現(xiàn)芯片間的無(wú)縫連接。圖5中，F(xiàn)2812的PWMl產(chǎn)生占空比為50%的5MHz的時(shí)鐘為ADC提供時(shí)鐘，可使用/XZCS2和A15譯碼作為ADS8364的片選信號(hào)。轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)直接接到F2812的外部中斷EXT_INT1。GPI OF. I 控制 ADS8364 的 RESET,使用 GP10F. I 對(duì) ADS8364 復(fù)位，保證讀取 ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的指針指向每個(gè)通道的第一個(gè)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。ADS8364的HOLDx低電平有效，同時(shí)將3個(gè)HOLD置低，6個(gè)通道將同時(shí)采樣。使用ADS8364的轉(zhuǎn)換完畢信號(hào)EOC觸發(fā)F2812的中斷，讀取數(shù)據(jù)。ADS8364采用+5V模擬電源AVDD和數(shù)字電源DVDD，而其內(nèi)部的緩沖器電壓BVDD采用與F2812相同的+3. 3V電壓。用一片ADS8364，可以對(duì)三路電壓和三路電流進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，提高了可靠性。USB存儲(chǔ)器5將CPU處理完的結(jié)果直接進(jìn)行存儲(chǔ)。
具體實(shí)施方式
ニ 下面結(jié)合圖I說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一的進(jìn)ー步說(shuō)明，本實(shí)施方式還包括顯示器9，顯示器9的顯示信號(hào)輸入端連接中央處理器4的顯不信號(hào)輸出端。顯示器9選用內(nèi)嵌集成觸摸屏和按鍵模塊控制芯片RA8806的ZLG320240T，顯示內(nèi)容為320列X 240行，僅用ー頁(yè)就可以顯示全部電機(jī)參數(shù)，工作電源為3. 3v，可以直接和(PU相連，無(wú)需電平轉(zhuǎn)換。
權(quán)利要求1.一種中小型三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行測(cè)試儀，其特征在于它包括信號(hào)采集電路⑴、信號(hào)調(diào)理電路(2)、采樣保持及A/D轉(zhuǎn)換電路(3)、中央處理器(4)、USB存儲(chǔ)器(5)、鎖相環(huán)電路(6)、測(cè)頻電路(7)和看門(mén)狗電路(8)， 信號(hào)采集電路(I)的采樣信號(hào)輸出端連接信號(hào)調(diào)理電路(2)的采樣信號(hào)輸入端，信號(hào)調(diào)理電路(2)的采樣信號(hào)輸出端連接采樣保持及A/D轉(zhuǎn)換電路(3)的模擬信號(hào)輸入端，采樣保持及A/D轉(zhuǎn)換電路(3)的數(shù)字信號(hào)輸出端連接中央處理器(4)的第一信號(hào)輸入端，中央處理器(4)的存儲(chǔ)信號(hào)輸出端連接USB存儲(chǔ)器(5)的存儲(chǔ)信號(hào)輸入端； 信號(hào)采集電路(I)的采樣信號(hào)輸出端連接鎖相環(huán)電路￠)的采樣信號(hào)輸入端，鎖相環(huán)電路￠)的控制信號(hào)輸出端連接采樣保持及A/D轉(zhuǎn)換電路(3)的控制信號(hào)輸入端，鎖相環(huán)電路￠)的倍頻信號(hào)輸出端連接測(cè)頻電路(7)的倍頻信號(hào)輸入端，測(cè)頻電路(7)的信號(hào)輸出端連接中央處理器(4)的第二信號(hào)輸入端， 看門(mén)狗電路⑶的信號(hào)輸出端連接中央處理器⑷的第三信號(hào)輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中小型三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行測(cè)試儀，其特征在于它還包括顯示器(9), 顯示器(9)的顯示信號(hào)輸入端連接中央處理器(4)的顯示信號(hào)輸出端。
專利摘要中小型三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行測(cè)試儀，屬于異步電動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。解決現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)運(yùn)行測(cè)試儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題。信號(hào)采集電路的輸出端連接信號(hào)調(diào)理電路的輸入端，信號(hào)調(diào)理電路的輸出端連接采樣保持及A/D轉(zhuǎn)換電路的一個(gè)輸入端，采樣保持及A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接中央處理器的第一信號(hào)輸入端，中央處理器的輸出端連接USB存儲(chǔ)器的輸入端；信號(hào)采集電路的輸出端連接鎖相環(huán)電路的輸入端，鎖相環(huán)電路的一個(gè)輸出端連接采樣保持及A/D轉(zhuǎn)換電路的另一個(gè)輸入端，鎖相環(huán)電路的另一個(gè)輸出端連接測(cè)頻電路的輸入端，測(cè)頻電路的輸出端連接中央處理器的第二信號(hào)輸入端，看門(mén)狗電路的輸出端連接中央處理器的第三信號(hào)輸入端。本實(shí)用新型用于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行測(cè)試。
文檔編號(hào)G01R31/34GK202770968SQ20122051736
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者張守波, 劉纓 申請(qǐng)人:黑龍江省計(jì)量檢定測(cè)試院