CN104215839A - 一种利用极低频电流检测电动机相序方法及其装置 - Google Patents

Abstract

针对现有检测电动机相序方法中存在的问题，本发明提供一种利用极低频电流检测电动机相序方法及其装置，该装置包括电源电路、选频电路、相移电路、检测电路和输出回路；选频电路、相移电路和检测电路与所述电源电路连接，电源电路用于为选频电路、相移电路和检测电路提供直流电，选频电路依次连接相移电路和输出回路；检测电路通过电流互感器连接在输出回路上，输出回路的输出端与电动机定子绕组相连，用于为电动机定子绕组提供极低频低压的三相交流电。为交流电动机三相绕组施加极低频低压三相交流电，使电动机保持在堵转状态，按负载要求的方向转动电动机的转轴，同时观察输出回路中的电流数值变化，实现准确、高效地检测电动机相序的目的。

Description

一种利用极低频电流检测电动机相序方法及其装置

技术领域

本发明涉及交流电动机相序识别领域，尤其涉及一种利用极低频电流检测电动机相序方法及其装置。

背景技术

    在对电动机进行调试试车时，不同负载对电动机转向要求不同，试车时经常出现电动机转向与负荷要求相反的情况，对部分机电一体化设备，电动机在不能与机械部分脱开解锁进行空载试车的，且不允许反转的情况下，就要求预先确定电动机的正确转向的相序。另外，传统直流感应法判断电动机相序时，操作繁琐，且容易造成电池组短路，测试人员配合不熟练容易造成绕组极性的误判。一些情况下采用停工倒换电缆相序的方法，但这样容易造成故障延时，特别是电动机的电缆很粗，不论在空间狭小的电动机接线盒里还是在配电柜里倒换两相，都非常耗时费力。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中难以确定电动机相序的缺陷，提供一种利用极低频电流检测电动机相序方法及其装置，准确、高效地检测电动机相序。

本发明为解决其技术问题，首先提供一种利用极低频电流检测电动机相序方法，该方法包括以下步骤：

1）提前确定待测电动机负载运行方向。

2）给电动机施加一个极低频低压的三相交流电，使其处于堵转状态，读取此时电动机定子绕组的电流值。

3）按照步骤1）中待测电动机负载方向人为转动电动机的转轴，通过观察电动机定子绕组电流值的变化来判断电动机相序。

按上述技术方案，所述步骤2）中三相交流电为正相序极低频低压的正弦三相交流电，频率为3～10Hz，电压小于24V。

按上述技术方案，所述步骤3）中，如果电动机定子绕组电流值与步骤2）中所述电流值相比变小，则待测电动机相序与所施加的极低频低压的三相交流电的相序相同；如果电动机定子绕组电流值与步骤2）中所述电流值相比变大，则待测电动机相序与所施加的极低频低压的三相交流电的相序相反。

本发明还提供一种利用极低频电流检测电动机相序装置，该装置包括电源电路、选频电路、相移电路、检测电路和输出回路；所述选频电路、相移电路和检测电路与所述电源电路连接，电源电路用于为选频电路、相移电路和检测电路提供直流电，所述选频电路依次连接相移电路和输出回路；所述检测电路通过电流互感器连接在输出回路上，输出回路的输出端与电动机定子绕组相连，用于为电动机定子绕组提供极低频低压的三相交流电。

按上述技术方案，所述电源电路中直流电源BT的正极与发光二极管D₁的正极相连，D₁的负极与发光二极管D₂的正极、智能数显表SXB的电源L负极、运算放大器A₁、A₂、A₃的同相输入端、报警回路开关K₂的1号端子相连接，BT的负极与直流电源开关K₁的一端相连接，K₁的另一端与电阻R₁的一端、SXB的电源L正极、A₁、A₂、A₃的反相输入端、K₂的2号端子相连接，R₁的另一端与D₂的负极相连接。

选频电路包括电容C₁、电容C₂与电阻R₂、电阻R₄；C₁的一端与R₂的一端相连，并接入A₁的反相输入端，C₂的一端也接入A₁的反相输入端，C₁与R₂的另一端与相移电路中的电阻R₃的一端相连，C₂的另一端与R₄的一端相连，R₄的另一端与相移电路中的发光二极管D₄的正极相连。

相移电路包括运算放大器A₁、A₂、A₃，滑动电阻R₀，电阻R₃~电阻R₁₃，电容C₃~电容C₄，发光二极管D₃、发光二极管D₄；电阻R₃的另一端接入滑动电阻R₀的滑动端，滑动电阻R₀的另一端与电阻R₅的一端、发光二极管D₃的正极、发光二极管D₄的负极相连，电阻R₅的另一端、D₃的负极、D₄的正极相连后接入选频电路中的电阻R₄的另一端；D₃的负极与电阻R₆、电容C₃的一端相连，电阻R₆的另一端与电容C₄、电阻R₈的一端相连接，电容C₄的另一端与电容C₁、电阻R₂、电阻R₃、电阻R₇、电阻R₁₀、电阻R₁₂的一端相连，电阻R₈的另一端接在电阻R₉的一端和运算放大器A₂的同相输入端上，电阻R₉的另外一端接在运算放大器A₂的输出端，电阻R₇的另一端接在运算放大器A₂的反相输入端；电容C₃的另一端与电阻R₁₀、电阻R₁₁的一端相连接，电阻R₁₁的另一端与电阻R₁₃的一端、运算放大器A₃的同相输入端相连，电阻R₁₂的另一端与运算放大器A₃的反相输入端相连，电阻R₁₃的另一端子接在运算放大器A₃的输出端。

检测回路包括智能数显表SXB、电阻R₁₄、电阻R₁₅、发光二极管D₅、发光二极管D₆、报警回路开关K₂，其中智能数显表SXB通过电流互感器与输出回路连接，智能数显表SXB的AHO端与ALO端并联后与报警回电阻路开关K₂的3号端子相连，智能数显表SXB的AHO′端与电阻R₁₄的一端相连、电阻R₁₄的另一端与发光二极管D₅的正极相连接，D₅的负极与K₂的4号端子相连，智能数显表SXB的ALO′端与电阻R₁₅的一端相连、R₁₅的另一端与D₆的正极相连， D₆的负极D₅的负极相连。

输出回路包括极低频调压器TYQ和交流输出端口CA，运算放大器A₁、A₂、A₃的输出端分别与极低频调压器TYQ的输入端Y₂、Y₁、Y₃相连，TYQ的输出端S₁、S₂、S₃与输出端接口CA的端子A′、B′、C′相连接，智能数显表SXB通过电流互感器与A′或者B′或者C′连接。

按上述技术方案，所述BT为10F20型直流蓄电池，R₁~R₁₅为TO-220型限流电阻，C₁~C₄为CL21X型电容，D₁、D₃、D₄为1N4007型二极管，D₂为FG1330型黄色发光二极管，D₅为FG1130型红色发光二极管，D₆为FG1430型绿色发光二极管，A₁、A₂、A₃为LM324型信号放大器，TYQ为EE13型极低频调压器，ZHB为AD4A-10-1-1型数显表。

本发明产生的有益效果是：使用本发明方法对电动机相序进行检测，可以减少现场的连线及仪表的使用量，提高效率，同时解决了现有传统直流感应法测试电动机转动相序时可操作时间过短，容易导致直流电源短路的问题。本发明方法可直接根据电流变化确定电动机相序，操作简便，试验结果直观，可靠性强，降低传统直流感应检测电动机相序时因操作人员之间配合不熟练对电动机相序造成误判的情况。同时，本方法可针对无剩磁电动机进行准确的相序检测。综上所述，本发明提供的利用极低频电流检测电动机相序方法及其装置，实现了准确、高效地检测电动机相序的目的。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例利用极低频电流检测电动机相序装置的结构框图；

图2是本发明实施例利用极低频电流检测电动机相序方法原理图；

图3是本发明实施例利用极低频电流检测电动机相序装置的电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例利用极低频电流检测电动机相序装置，该装置包括电源电路11、选频电路12、相移电路13、检测电路14和输出回路15；所述选频电路、相移电路和检测电路与所述电源电路连接，电源电路用于为选频电路、相移电路和检测电路提供直流电，所述选频电路依次连接相移电路和输出回路；所述检测电路通过电流互感器连接在输出回路上，输出回路的输出端与电动机定子绕组相连，用于为电动机定子绕组提供极低频低压的三相交流电。

本发明实施例利用极低频电流检测电动机相序方法工作过程中原理如图2所示，电动机定子绕组产生的旋转磁动势的方向取决于电流的方向，对三相交流电动机通入正相序极低频低压的正弦三相交流电，由于电流的相序为正相序的U-V-W，则合成磁动势旋转方向便沿着U相绕组轴线→V相绕组轴线→W相绕组轴线的正方向旋转，由于此正相序极低频低压的正弦三相交流电的电压较低不足以驱动转子转动。通过人为外力作用使转轴沿某一方向运动，如果此方向与施加磁场方向相同，电动机转差率减小，定子电流中用来抵消转子电流所产生的磁通的影响的那部分电流也减小，回路有能耗输出则三相电流势必减小。若方向相反，则外力作用需克服此电磁转矩T做功，转差率增加，转子电流增大，回路电流增加。为了在实际使用时让电流变化明显，装置产生一个极低频三相正弦正相序交流电，能够保证电动机额定转速与人工转动转轴速度接近，使测试过程电流变化明显，易于观察。

本发明实施例利用极低频电流检测电动机相序方法，工作过程中首先提前确定待测电动机负载运行方向，给电动机施加一个极低频低压的正相序正弦三相交流电，使其处于堵转状态，读取此时电动机定子绕组的电流值。按照待测电动机负载方向人为转动电动机的转轴，由于电动机定子绕组电流频率较低，此时转动电动机转轴会使转差率发生一个较大变化，从而使电动机定子绕组电流也产生一个较大的变化，通过观察电动机定子绕组电流值的变化情况来判断电动机相序。如果电动机定子绕组电流值与电动机堵转时所测电流值相比变小，则待测电动机相序与所施加的极低频低压的三相交流电的相序相同；如果电动机定子绕组电流值与电动机堵转时所测电流值相比变大，则待测电动机相序与所施加的极低频低压的三相交流电的相序相反。

本发明实施例利用极低频电流检测电动机相序装置中，该装置包括电源电路、选频电路、相移电路、检测电路和输出回路；所述选频电路、相移电路和检测电路与所述电源电路连接，电源电路用于为选频电路、相移电路和检测电路提供直流电，所述选频电路依次连接相移电路和输出回路；所述检测电路通过电流互感器连接在输出回路上，输出回路的输出端与电动机定子绕组相连，用于为电动机定子绕组提供极低频低压的三相交流电。

如图3所示，所述电源电路中直流电源BT的正极与发光二极管D₁的正极相连，D₁的负极与发光二极管D₂的正极、智能数显表SXB的电源L负极、运算放大器A₁、A₂、A₃的同相输入端、报警回路开关K₂的1号端子相连接，BT的负极与直流电源开关K₁的一端相连接，K₁的另一端与电阻R₁的一端、SXB的电源L正极、A₁、A₂、A₃的反相输入端、K₂的2号端子相连接，R₁的另一端与D₂的负极相连接。

选频电路包括电容C₁、电容C₂与电阻R₂、电阻R₄；C₁的一端与R₂的一端相连，并接入A₁的反相输入端，C₂的一端也接入A₁的反相输入端，C₁与R₂的另一端与相移电路中的电阻R₃的一端相连，C₂的另一端与R₄的一端相连，R₄的另一端与相移电路中的发光二极管D₄的正极相连。

相移电路包括运算放大器A₁、A₂、A₃，滑动电阻R₀，电阻R₃~电阻R₁₃，电容C₃~电容C₄，发光二极管D₃、发光二极管D₄；电阻R₃的另一端接入滑动电阻R₀的滑动端，滑动电阻R₀的另一端与电阻R₅的一端、发光二极管D₃的正极、发光二极管D₄的负极相连，电阻R₅的另一端、D₃的负极、D₄的正极相连后接入选频电路中的电阻R₄的另一端；D₃的负极与电阻R₆、电容C₃的一端相连，电阻R₆的另一端与电容C₄、电阻R₈的一端相连接，电容C₄的另一端与电容C₁、电阻R₂、电阻R₃、电阻R₇、电阻R₁₀、电阻R₁₂的一端相连，电阻R₈的另一端接在电阻R₉的一端和运算放大器A₂的同相输入端上，电阻R₉的另外一端接在运算放大器A₂的输出端，电阻R₇的另一端接在运算放大器A₂的反相输入端；电容C₃的另一端与电阻R₁₀、电阻R₁₁的一端相连接，电阻R₁₁的另一端与电阻R₁₃的一端、运算放大器A₃的同相输入端相连，电阻R₁₂的另一端与运算放大器A₃的反相输入端相连，电阻R₁₃的另一端子接在运算放大器A₃的输出端。

检测回路包括智能数显表SXB、电阻R₁₄、电阻R₁₅、发光二极管D₅、发光二极管D₆、报警回路开关K₂，其中智能数显表SXB通过电流互感器与输出回路连接，智能数显表SXB的AHO端与ALO端并联后与报警回电阻路开关K₂的3号端子相连，智能数显表SXB的AHO′端与电阻R₁₄的一端相连、电阻R₁₄的另一端与发光二极管D₅的正极相连接，D₅的负极与K₂的4号端子相连，智能数显表SXB的ALO′端与电阻R₁₅的一端相连、R₁₅的另一端与D₆的正极相连， D₆的负极D₅的负极相连。

输出回路包括极低频调压器TYQ和交流输出端口CA，运算放大器A₁、A₂、A₃的输出端分别与极低频调压器TYQ的输入端Y₂、Y₁、Y₃相连，TYQ的输出端S₁、S₂、S₃与输出端接口CA的端子A′、B′、C′相连接，智能数显表SXB通过电流互感器与A′或者B′或者C′连接。

本发明实施例中，所述BT为10F20型直流蓄电池，R₁~R₁₅为TO-220型限流电阻，C₁~C₄为CL21X型电容，D₁、D₃、D₄为1N4007型二极管，D₂为FG1330型黄色发光二极管，D₅为FG1130型红色发光二极管，D₆为FG1430型绿色发光二极管，A₁、A₂、A₃为LM324型信号放大器，TYQ为EE13型极低频调压器，ZHB为AD4A-10-1-1型数显表。

利用极低频电流检测电动机相序装置在使用过程中，输出回路中的输出端接口CA的端子A′、B′、C′由导线分别对应连接被测交流电动机的三相绕组标记为U、V、W的接线柱上，实现为电动机提供一个正相序极低频低压的正弦三相交流电，以满足测试要求。合上直流电源开关K₁，此时发光二极管D₁亮，表示直流电源BT直流供电正常。同时输出端接口SC为交流电动机三相绕组施加一正相序的极低频低压三相交流电，使电动机保持在堵转状态。此时按负载要求的方向转动电动机的转轴，同时观察SXB的电流显示数值，如果电流数值减小，则此电动机为正相序，否则为逆相序。本发明实施例在实际测试过程中，合上智能数显表SXB的报警回路开关K₂，检测时读取SXB的电流显示数值，然后依照电流数值上下5%设置电流上下限报警，完成后按负载要求的方向转动电动机的转轴，一旦电流变化率超过5%，电流表报警输出，此时观察二极管发光情况，如果红色发光二极管D₅亮，则电动机相序为逆相序，如果绿色发光二极管D₆亮，则电动机相序为正相序。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1. 一种利用极低频电流检测电动机相序方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）提前确定待测电动机负载运行方向；

2）给电动机施加一个极低频低压的三相交流电，使其处于堵转状态，读取此时电动机定子绕组的电流值；

3）按照步骤1）中待测电动机负载方向人为转动电动机的转轴，通过观察电动机定子绕组电流值的变化来判断电动机相序。

2. 根据权利要求1所述的利用极低频电流检测电动机相序方法，其特征在于，所述步骤2）中三相交流电为正相序极低频低压的正弦三相交流电，频率3～10Hz，电压小于24V。

3. 根据权利要求1所述的利用极低频电流检测电动机相序方法，其特征在于，所述步骤3）中，如果电动机定子绕组电流值与步骤2）中所述电流值相比变小，则待测电动机相序与所施加的极低频低压的三相交流电的相序相同；如果电动机定子绕组电流值与步骤2）中所述电流值相比变大，则待测电动机相序与所施加的极低频低压的三相交流电的相序相反。

4. 一种利用极低频电流检测电动机相序装置，其特征在于，该装置包括电源电路、选频电路、相移电路、检测电路和输出回路；所述选频电路、相移电路和检测电路与所述电源电路连接，电源电路用于为选频电路、相移电路和检测电路提供直流电，所述选频电路依次连接相移电路和输出回路；所述检测电路通过电流互感器连接在输出回路上，输出回路的输出端与电动机定子绕组相连，用于为电动机定子绕组提供极低频低压的三相交流电。

5. 根据权利要求4所述的利用极低频电流检测电动机相序装置，其特征在于，所述电源电路中直流电源BT的正极与发光二极管D₁的正极相连，D₁的负极与发光二极管D₂的正极、智能数显表SXB的电源L负极、运算放大器A₁、A₂、A₃的同相输入端、报警回路开关K₂的1号端子相连接，BT的负极与直流电源开关K₁的一端相连接，K₁的另一端与电阻R₁的一端、SXB的电源L正极、A₁、A₂、A₃的反相输入端、K₂的2号端子相连接，R₁的另一端与D₂的负极相连接； 

选频电路包括电容C₁、电容C₂与电阻R₂、电阻R₄；C₁的一端与R₂的一端相连，并接入A₁的反相输入端，C₂的一端也接入A₁的反相输入端，C₁与R₂的另一端与相移电路中的电阻R₃的一端相连，C₂的另一端与R₄的一端相连，R₄的另一端与相移电路中的发光二极管D₄的正极相连；

相移电路包括运算放大器A₁、A₂、A₃，滑动电阻R₀，电阻R₃~电阻R₁₃，电容C₃~电容C₄，发光二极管D₃、发光二极管D₄；电阻R₃的另一端接入滑动电阻R₀的滑动端，滑动电阻R₀的另一端与电阻R₅的一端、发光二极管D₃的正极、发光二极管D₄的负极相连，电阻R₅的另一端、D₃的负极、D₄的正极相连后接入选频电路中的电阻R₄的另一端；D₃的负极与电阻R₆、电容C₃的一端相连，电阻R₆的另一端与电容C₄、电阻R₈的一端相连接，电容C₄的另一端与电容C₁、电阻R₂、电阻R₃、电阻R₇、电阻R₁₀、电阻R₁₂的一端相连，电阻R₈的另一端接在电阻R₉的一端和运算放大器A₂的同相输入端上，电阻R₉的另外一端接在运算放大器A₂的输出端，电阻R₇的另一端接在运算放大器A₂的反相输入端；电容C₃的另一端与电阻R₁₀、电阻R₁₁的一端相连接，电阻R₁₁的另一端与电阻R₁₃的一端、运算放大器A₃的同相输入端相连，电阻R₁₂的另一端与运算放大器A₃的反相输入端相连，电阻R₁₃的另一端子接在运算放大器A₃的输出端；                                                       

检测回路包括智能数显表SXB、电阻R₁₄、电阻R₁₅、发光二极管D₅、发光二极管D₆、报警回路开关K₂，其中智能数显表SXB通过电流互感器与输出回路连接，智能数显表SXB的AHO端与ALO端并联后与报警回电阻路开关K₂的3号端子相连，智能数显表SXB的AHO′端与电阻R₁₄的一端相连、电阻R₁₄的另一端与发光二极管D₅的正极相连接，D₅的负极与K₂的4号端子相连，智能数显表SXB的ALO′端与电阻R₁₅的一端相连、R₁₅的另一端与D₆的正极相连， D₆的负极D₅的负极相连；

输出回路包括极低频调压器TYQ和交流输出端口CA，运算放大器A₁、A₂、A₃的输出端分别与极低频调压器TYQ的输入端Y₂、Y₁、Y₃相连，TYQ的输出端S₁、S₂、S₃与输出端接口CA的端子A′、B′、C′相连接，智能数显表SXB通过电流互感器与A′或者B′或者C′连接。

6. 根据权利要求5所述的电动机相序检测装置，其特征在于，所述BT为10F20型直流蓄电池，R₁~R₁₅为TO-220型限流电阻，C₁~C₄为CL21X型电容，D₁、D₃、D₄为1N4007型二极管，D₂为FG1330型黄色发光二极管，D₅为FG1130型红色发光二极管，D₆为FG1430型绿色发光二极管，A₁、A₂、A₃为LM324型信号放大器，TYQ为EE13型极低频调压器，ZHB为AD4A-10-1-1型数显表。