CN103969582B - 一种三相电机相序与转向测定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三相电机相序与转向测定方法及装置，当三相电机的三相绕组上没有剩磁或者剩磁比较弱时，利用充磁电路对三相电机充磁，通过弱电压信号采集电路对三相电机的三相绕组上的电压信号进行采集，弱电压信号采集电路将采集到的电压信号传输到方波电路，方波电路将接收到的电压信号转换为方波信号并输入到整波电路进行整波，使得方波信号更加稳定，方波信号被输送到驱动电路，驱动电路对显示电路发出驱动信号，显示电路显示出测定结果。本发明同时适用于三相电机绕组中有剩磁以及无剩磁的情况，结构简单，适用范围广，能够准确测定出三相电机绕组的相序与转向，有效避免三相电机运转过程中由于相序接反而发生故障，显示直观。

Description

一种三相电机相序与转向测定方法及装置

技术领域

本发明属于电气技术领域，具体涉及一种三相电机相序与转向测定方法及装置。

背景技术

三相电机在工农业生产中已经得到了广泛的应用。三相电机在实际使用中，相序的正确性对三相电机的正常运行起到了很大的影响，当三相电机需要并网运行时，在三相电机安装完成后，必须确保其相序的正确性，否则会出现三相电机不能正常使用，甚至烧坏三相电机的危险。目前广泛使用的相序表，只能在三相电机运转后才能确定相序，使用很不方便。对于三相异步电动机，通常需要在接线之前确定其转向。目前使用的三相电机转向测试仪器，指示不够直观，使用也不方便，并且这些测试仪器必须在三相电机有一定剩磁的情况下才能正确指示，当三相电机的剩磁很弱甚至没有时，其都不能正常工作，这使得三相电机在剩磁很弱甚至没有剩磁的情况下，不能使用该测试仪器进行转向的测试。

发明内容

本发明旨在提供一种三相电机相序与转向测定方法及装置，可以在三相电机运转前测定出其相序及转向。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种三相电机相序与转向的测定方法，包括：

1)判断三相电机绕组中的剩磁是否充足；

2)当剩磁不足，对三相电机绕组进行充磁；

3)采集三相电机绕组中的剩磁电压信号或者三相电源的电源电压信号；

4)将采集到的剩磁电压信号或者电源电压信号输入到方波电路；

5)将经过方波电路的剩磁电压信号或者电源电压信号进行信号的优化；

6)将优化过的剩磁电压信号或者电源电压信号输入到中央处理单元，进行分析、比较；

7)中央处理单元向显示驱动电路发送高低电平；

8)显示驱动电路驱动显示电路动作。

进一步的，所述的对三相电机绕组进行充磁的方法为，采用直流电源连接三相电机绕组进行充磁。

进一步的，采集剩磁电压信号以及电源电压信号的方法为，采用下拉电阻的方式进行剩磁电压信号以及电源电压信号的采集。

进行信号优化的方法为：将信号通入整波电路。

进一步的，中央处理单元进行分析、比较的方法为：对优化过的剩磁电压信号或者电源电压信号当为高电平时发出高电平信号，当为低电平时发出低电平信号。

本发明公开一种三相电机相序与转向测定装置，包括三路相同的弱电压信号采集电路，用于采集三相电机绕组上的剩磁电压信号，三路相同的强电压信号采集电路，用于采集三相电源上的电源电压信号，还包括方波电路、整波电路、中央处理单元以及显示驱动电路，所述的弱电压信号采集电路的信号输出端以及强电压信号采集电路的信号输出端连接方波电路的三个信号输入端，方波电路的三个信号输出端连接整波电路的三个信号输入端，整波电路的三个信号输出端连接中央处理单元的信号输入端，中央处理单元的信号输出端连接显示驱动电路，所述显示驱动电路的信号输出端连接显示电路，还包括为各个电路提供直流电源的直流电路，为无剩磁或者剩磁很弱的三相电机进行充磁的充磁电路。

所述每路弱电压信号采集电路均包括弱取样电阻，所述弱取样电阻一端连接三相电机绕组的一个接线端子，另一端接地，所述三相电机绕组的接线端子还连接方波电路的信号输入端，所述三相电机绕组的接线端子还连接取样滤波电容。

所述每路强电压信号采集电路均包括弱取样电阻以及强取样电阻，所述的强取样电阻一端连接三相电源的一相，另一端连接弱取样电阻的一端以及方波电路的信号输入端，弱取样电阻的另一端接地，所述方波电路的信号输入端还连接取样滤波电容。

所述方波电路包括运算放大器，所述运算放大器的反相输入端接地，三个正相输入端分别连接弱电压信号采集电路以及强电压信号采集电路，所述运算放大器的三个输出端连接整波电路，运算放大器的三个输出端还分别连接三个方波滤波电容。

所述的整波电路包括三个与非门，所述与非门的两个输入端相连，并连接运算放大器的输出端，三个与非门的输出端连接中央处理单元的信号输入端。

所述的显示驱动电路包括达林顿管，达林顿管的三个信号输入端连接中央处理单元的信号输出端，达林顿管的三个信号输出端连接显示电路。

所述的显示电路包括三个颜色不同的信号灯，所述三个颜色分别为黄色、绿色、红色，所述三个信号灯呈三角形排列。

还包括直流电路以及充磁电路，所述的直流电路为各个电路的运行提供直流电源，包括可充电直流电源，所述可充电直流电源通过充电开关以及微型电压表连接市电输出端，还通过启动测试键连接各个电路；所述充磁电路为无剩磁或者剩磁很弱的三相电机进行充磁，包括充磁按键，所述充磁按键一端连接可充电直流电源，另一端通过微型电流表连接三相电机绕组接线端子。

本发明提供的三相电机的相序与转向测定方法及装置，能够在三相电机运转前实现前相序与转向的测定，同时能够测定三相电源的相序，显示直观、有效确保三相电机的安全使用。

附图说明

图1为本发明实施例中三相电机相序与转向测定方法流程图；

图2为本发明实施例的原理框图；

图3为弱电压信号采集电路以及强电压信号采集电路的原理图；

图4为方波电路的原理图；

图5为整波电路的原理图；

图6为显示驱动电路的原理图；

图7为直流电路以及充磁电路的原理图；

图8为本发明所述指示灯的排列图。

具体实施方式

本发明通过对三相电机的三相绕组中的剩磁电压信号进行采集，当剩磁比较弱时，用充磁电路对三相电机的三相绕组进行充磁，利用方波电路将采集到的正弦信号转换为方波信号，并用整波电路对信号进行优化，将优化后的信号输入到中央处理单元，经过分析比较后，将信号输入到显示驱动电路，从而驱动显示电路，指示测定结果，本发明亦可用于三相电源的相序的测定。

下面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除、完整地描述。

本发明实施例提供一种三相电机相序与转向测定方法，如图1所示，包括：

1)判断三相电机绕组中的剩磁是否充足，此判断方法可以为用电压表或者电流表测定三相电机绕组中的剩磁的电压值或电流值；

2)当剩磁不足，对三相电机绕组进行充磁，对三相电机绕组进行充磁的方法为，采用直流电源连接三相电机绕组进行充磁；

3)采集三相电机绕组中的剩磁电压信号或者三相电源的电源电压信号，此过程中如果采集的是三相电源的电压信号，即测定三相电源的相序，则不必再进行前两步，采集剩磁电压信号以及电源电压信号的方法为，采用下拉电阻的方式进行剩磁电压信号以及电源电压信号的采集；

4)将采集到的剩磁电压信号或者电源电压信号输入到方波电路，从而将采集到的正弦信号转化为方波信号，从而进行测定；

5)将经过方波电路的剩磁电压信号或者电源电压信号进行信号的优化，进行信号优化的方法为：将信号通入整波电路，从而对信号进行优化，使得测定结果更加准确；

6)将优化过的剩磁电压信号或者电源电压信号输入到中央处理单元，进行分析、比较，分析比较的方法为：中央处理单元根据优化过的剩磁电压信号或者电源电压信号，当为高电平时发出高电平信号，当为低电平时发出低电平信号；

7)中央处理单元将分析、比较后的高低电平输入到显示驱动电路；

8)显示驱动电路驱动显示电路动作。

本发明实施例还公开了一种三相电机相序与转向测定装置，如图2所示：包括弱电压信号采集电路、强电压信号采集电路，方波电路、整波电路、中央处理单元以及显示驱动电路，所述的弱电压信号采集电路共有三路，其信号输入端分别连接三相电机绕组的三个接线端子，信号输出端分别连接方波电路的信号输入端；强电压信号采集电路共有三路，其信号输入端分别连接三相电源的三个接线端子，输出端分别连接方波电路的信号输入端，所述方波电路的信号输出端连接整波电路，所述整波电路共有三路，其信号输出端分别连接中央处理单元的三个信号输入端，中央处理单元的三个信号输出端连接显示驱动电路的信号输入端，所述显示驱动电路的信号输出端连接显示电路，所述显示电路直观地显示三相电机的相序、转向或者三相电源的相序。本实用新型还包括复位电路、时钟电路、直流电路以及充磁电路，所述复位电路为上电复位电路，连接中央处理单元的复位信号输入端，在中央处理单元跑飞的情况下，重新上电提供复位信号，从而对中央处理单元进行初始化，所述时钟电路连接中央处理单元的时钟信号输入端，为中央处理单元的正常工作提供时钟信号；所述直流电路为各个电路提供直流电源，充磁电路为剩磁很弱或者没有剩磁的三相电机进行充磁，从而进行三相电机相序的测定。

如图3所示，所述的弱电压信号采集电路共有三路，分别包括弱取样电阻R11、R12、R13，分别用于采集三相电机三个绕组上的电压，以第一路为例包括弱取样电阻R11，所述的弱取样电阻R11的一端通过弱信号端子组J1的引脚3连接三相电机的一相绕组，弱取样电阻R11的另一端接地，所述弱信号端子组J1的引脚3连接方波电路的第一信号输入端V1。所述弱信号端子组J1的引脚3上还连接第一取样滤波电容C11的一端，第一取样滤波电容C11的另一端接地，图中V1、V2、V3表示方波电路电路的信号输入端。

所述的强电压信号采集电路共有三路，用于采集三相电源的三相上的电压，以第一路为例包括弱取样电阻R11、强取样电阻R21，所述强取样电阻R21的第一端通过连接强信号端子组J2的引脚3连接三相电源的其中一相，强取样电阻R21的第二端连接弱取样电阻R11的一端以及方波电路的第一信号输入端V1，弱取样电阻R11的另一端接地，所述强取样电阻R21的第二端还连接第一取样滤波电容C11的一端，第一取样滤波电容C11的另一端接地。

如图4所示，所述的方波电路用于把弱电压信号采集电路或者强电压信号采集电路采集到的正弦信号转换为方波信号，包括运算放大器U1（型号为LMB39），所述运算放大器U1的第一正相输入端（引脚IN+1）连接第一路弱电压信号采集电路的输出端以及第一路强电压信号采集电路的输出端，运算放大器U1的第一反相输入端（引脚IN-1）接地，所述运算放大器U1的第四正相输入端（引脚IN+4）以及第四反相输入端（IN-4）也接地，所述运算放大器U1的第一信号输出端（引脚OUT1）连接第一上拉电阻R31的第一端以及第一方波滤波电容C32的第一端，第一上拉电阻R31的第二端连接直流电源，第一方波滤波电容C32的第二端接地，用于传输第一路弱电压信号或者第一路强电压信号对应的方波信号。运算放大器U1的第二信号输出端（引脚OUT2）连接第二上拉电阻R32的第一端以及第二方波滤波电容C33的第一端，第二上拉电阻R32的第二端连接直流电源，第二方波滤波电容C33的第二端接地，用于传输第二路弱电压信号或者第二路强电压信号对应的方波信号。所述运算放大器U1的第三信号输出端（引脚OUT3）连接第三上拉电阻R33的第一端以及第三方波滤波电容C34的第一端，第三上拉电阻R33的第二端连接直流电源，第三方波滤波电容C34的第二端接地，用于传输第三路弱电压信号或者第三路强电压信号对应的方波信号。所述运算放大器U1的第一、第二、第三信号输出端还分别连接第一路、第二路、第三路整波电路的信号输入端FB1、FB2、FB3，运算放大器U1的电源信号输入端连接直流电源，所述直流电源还连接并联连接第一可调电源电容E31以及第一定值电源电容C31，从而使得直流电源的输出更加稳定，运算放大器U1根据接收到的正弦信号，当超过阈值时生成高电平信号，低于阈值时生成低电平信号，从而将正弦信号转换成方波信号，运用运算放大器将正弦信号转换成方波信号为成熟的现有技术。

如图5所示，所述的整波电路用于对采集到方波信号进行整波，使得信号更加稳定，以第一路为例，包括第一与非门U2A（型号为CD4039B），第一与非门U2A的两个输入端连接，并与运算放大器U1的第一信号输出端（引脚OUT1）连接，第一与非门U2A的输出端连接单片机U3（型号为AT89C2051）的第一信号输入端（引脚P32），所述单片机U3的时钟信号输入端（引脚XTAL1、引脚XTAL2）均连接所述的单片机U1的振荡信号输入端（引脚X1，X2）连接晶振Y1的两个引脚，晶振Y1的一个引脚连接第一振荡电容C41的一端、第一振荡电容C41的另一端接地，晶振Y1的另一个引脚连接第二振荡电容C42的一端，第二振荡电容C42的另一端接地。单片机U3的复位信号输入端（引脚RST）连接复位电阻R41的第一端，复位电阻R41的第二端接地，复位电阻R41的第一端还通过可变复位电容E41连接直流电源，所述直流电源还通过并联连接的第二可调电源电容E42以及第二定值电源电容C43接地，从而使得直流电源的输出更加稳定，没有杂波干扰，单片机U1的三个信号输出端ZB1、ZB2、ZB3（引脚分别为P1.4、P1.3、P1.2）分别连接显示驱动电路的三个信号输入端。

如图6所示，所述的显示驱动电路用于将接收到的信号进行放大，从而满足信号灯的功率要求，起到驱动信号灯的作用，包括达林顿管U4（型号为ULN2004），所述达林顿管U4的三个信号输入端分别连接单片机U1的三个信号输出端ZB1、ZB2、ZB3，以第一个信号输入端ZB1为例，第一信号输入端（引脚I1）连接单片机U1的第一信号输出端（引脚P1.4），从而对单片机U1传输过来的方波信号进行功率的放大，所述达林顿管U4的三个信号输出端（引脚分别为O1、O2、O3）连接信号灯接线端子J3，所述信号灯接线端子J3连接三个信号灯，单片机U1将接收到的方波信号转换成高低电平，传输给达林顿管U4进行功率的放大，达林顿管U4根据接收到的信号驱动相应的信号灯点亮或关闭，利用单片机将接收到的方波信号转换成高低电平为成熟的现有技术。

如图8所示，所述的三个信号灯的颜色分别为黄色、红色、绿色，三者在一个平面上，且不在一条直线上。

如图7所示，所述的直流电路用于为各个电路的运行提供直流电源，包括可充电直流电源，所述的可充电直流电源连接直流接线端子J10，所述的直流接线端子J10连接充电开关接线端子J6，充电开关接线端子J6上连接充电开关，充电开关接线端子J6连接微型电压表接线端子J5，微型电压表接线端子J5上连接微型电压表，用于指示充电过程中电压的大小，微型电压表接线端子J5连接充电器接线端子J4，充电器接线端子J4上连接充电器，在按下充电开关后充电器通过微型电压表、充电开关对可充电直流电源进行充电，可充电直流接线端子J10还连接启动测试接线端子J11，启动测试接线端子J11连接启动测试键，在按下启动测试键后，可充电直流电源为各个电路的运行提供直流电源，从而开始三相电机相序与转向的测定。

所述的充磁电路为三相电机进行充磁，以使得在三相电机剩磁比较小或者没有剩磁的情况下进行三相电机相序与转向的测定，包括充磁按键接线端子J7，充磁接线端子J7上连接充磁按键，充磁按键接线端子一端连接可充电直流电源接线端子J10，一端连接连接微型电流表接线端子J8，所述的微型电流表接线端子J8上连接微型电流表，用于显示充磁过程中流过的电流的大小，微型电流表接线端子J8连接充磁接线端子J9，充磁接线端子J9连接需要充磁的三相电机绕组，在需要进行充磁时，按下充磁按键，可充电直流电源开始对三相电机的绕组进行充磁，从而使其满足能够进行相序与转向测定的程度。

进行三相电机相序的测定时，首先将三相电机绕组的接线端子连接到弱信号端子组J1上，按下启动测试建，转动三相电机的转子，三个信号灯依次发光，因为信号灯呈三角形排列，所以三个信号灯会以旋转的方式依次发光，如果信号灯发光的旋转方向与转子的旋转方向相同，则三相电机绕组的连接方式为正相序。

在进行三相电机转动方向的测定时，首先根据上述步骤进行三相电机相序的测定，如果按照正相序的方式将三相电机与电源连接，则三相电机正转，反之三相电机反转。

当进行测试时，发现三相电机的剩磁很弱，不足以运用本装置进行三相电机相序的测定时，将三相电机绕组连接到充磁接线端子J8上，按下充磁按键，对三相电机进行充磁，之后，可运用上述方法进行三相电机相序的测定。

此装置还可用于三相电源相序的测定，首先将电源的接线端子连接到强信号端子组J2，按下启动测试键，三个信号灯依次点亮，如果信号灯顺时针点亮，则此时电源的连接为正相序。

本发明提供了一种三相电机相序与转向的测定方法及装置，适用于三相电机绕组中有剩磁的情况，同时由于配备有充磁电路，所以在三相电机绕组中无剩磁时也同样适用，结构简单，适用范围广，能够准确测定出三相电机绕组的相序与转向，有效避免三相电机运转过程中由于相序接反而发生故障，显示直观。

Claims (13)

1.一种三相电机相序与转向的测定方法，其特征在于：包括：

判断三相电机绕组中的剩磁是否充足；

当剩磁不足，对三相电机绕组进行充磁；

采集三相电机绕组中的剩磁电压信号或者三相电源的电源电压信号；

将采集到的剩磁电压信号或者电源电压信号输入到方波电路；

将经过方波电路的剩磁电压信号或者电源电压信号进行信号的优化；

将优化过的剩磁电压信号或者电源电压信号输入到中央处理单元，进行分析、比较；

中央处理单元向显示驱动电路发送高低电平；

显示驱动电路驱动显示电路动作。

2.如权利要求1所述的三相电机相序与转向的测定方法，其特征在于：所述的对三相电机绕组进行充磁的方法为，采用直流电源连接三相电机绕组进行充磁。

3.如权利要求2所述的三相电机相序与转向的测定方法，其特征在于：采集剩磁电压信号以及电源电压信号的方法为，采用下拉电阻的方式进行剩磁电压信号以及电源电压信号的采集。

4.如权利要求3所述的三相电机相序与转向的测定方法，其特征在于：进行信号优化的方法为：将信号通入整波电路。

5.如权利要求4所述的三相电机相序与转向的测定方法，其特征在于：中央处理单元进行分析、比较的方法为：对优化过的剩磁电压信号或者电源电压信号当为高电平时发出高电平信号，当为低电平时发出低电平信号。

6.一种三相电机相序与转向测定装置，其特征在于：包括三路相同的弱电压信号采集电路，用于采集三相电机绕组上的剩磁电压信号，三路相同的强电压信号采集电路，用于采集三相电源上的电源电压信号，还包括方波电路、整波电路、中央处理单元以及显示驱动电路，所述的弱电压信号采集电路的信号输出端以及强电压信号采集电路的信号输出端连接方波电路的三个信号输入端，方波电路的三个信号输出端连接整波电路的三个信号输入端，整波电路的三个信号输出端连接中央处理单元的信号输入端，中央处理单元的信号输出端连接显示驱动电路，所述显示驱动电路的信号输出端连接显示电路，还包括为各个电路提供直流电源的直流电路，还包括为无剩磁或者剩磁很弱的三相电机进行充磁的充磁电路。

7.如权利要求6所述的三相电机相序与转向测定装置，其特征在于：三路相同的弱电压信号采集电路均包括弱取样电阻，所述弱取样电阻一端连接三相电机绕组的一个接线端子，另一端接地，所述三相电机绕组的接线端子还连接方波电路的信号输入端，所述三相电机绕组的接线端子还连接取样滤波电容。

8.如权利要求7所述的三相电机相序与转向测定装置，其特征在于：三路相同的强电压信号采集电路均包括弱取样电阻以及强取样电阻，所述的强取样电阻一端连接三相电源的一相，另一端连接弱取样电阻的一端以及方波电路的信号输入端，弱取样电阻的另一端接地，所述方波电路的信号输入端还连接取样滤波电容。

9.如权利要求8所述的三相电机相序与转向测定装置，其特征在于：所述方波电路包括运算放大器，所述运算放大器的反相输入端接地，三个正相输入端分别连接弱电压信号采集电路以及强电压信号采集电路，所述运算放大器的三个输出端连接整波电路，运算放大器的三个输出端还分别连接三个方波滤波电容。

10.如权利要求9所述的三相电机相序与转向测定装置，其特征在于：所述的整波电路包括三个与非门，所述与非门的两个输入端相连，并连接运算放大器的输出端，三个与非门的输出端连接中央处理单元的信号输入端。

11.如权利要求10所述的三相电机相序与转向测定装置，其特征在于：所述的显示驱动电路包括达林顿管，达林顿管的三个信号输入端连接中央处理单元的信号输出端，达林顿管的三个信号输出端连接显示电路。

12.如权利要求11所述的三相电机相序与转向测定装置，其特征在于：所述的显示电路包括三个颜色不同的信号灯，所述三个颜色分别为黄色、绿色、红色，所述三个颜色不同的信号灯呈三角形排列。

13.如权利要求12所述的三相电机相序与转向测定装置，其特征在于：所述的直流电路包括可充电直流电源，所述可充电直流电源通过充电开关以及微型电压表连接市电输出端，还通过启动测试键连接各个电路；所述充磁电路包括充磁按键，所述充磁按键一端连接可充电直流电源，另一端通过微型电流表连接三相电机绕组接线端子。