CN104237616B - 电机电压电流过零点检测电路 - Google Patents
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Abstract
一种电机电压电流过零点检测电路，其包括一MCU控制电路，所述的MCU控制电路连接于一逻辑电路；所述的逻辑电路的输出端耦接于一触发电路；所述的触发电路耦接于一电压过零点检测电路和一电流过零点检测电路；所述的触发电路耦接于一晶闸管电路。本发明的电机电压电流过零点检测电路将传统的辅助电源和主回路电源合为一体，简化了电路，同时该电路的检测点的信号可直接被控制器接收处理。信号获取更准确，电机运行更稳定可靠。
Description
技术领域
本发明涉及电机运行控制检测电路领域，尤其涉及一种可同时检测电机运行的电压和电流过零点的检测电路。
背景技术
电机控制是指，对电机的启动、加速、运转、减速及停止进行的控制。根据不同电机的类型及电机的使用场合有不同的要求及目的。对于电动机，通过电机控制，达到电机快速启动、快速响应、高效率、高转矩输出及高过载能力的目的。为了完成上述的各种环节的控制与操作，这就必须借助外部电路或装置进行控制，外部装置进行控制时需要获取电机电流和电压的运行实时数据，从而对其进行高效，可靠的控制。其中对电机运行过程中的电压电流过零点检测是一项重要的参考参数。如中国专利，申请号为：200920100908.4，公开了一种用于电机软起动器的电流过零点检测装置,是由窗口比较电路单元、阻容单元、整形电路单元和脉宽调节单元组成,其中窗口比较电路单元连接阻容单元,阻容单元连接整形电路单元,脉宽调节单元又连接整形电路单元。此装置采用电压比较器组成窗口比较电路,将输入的交流信号与给定电压区间进行比较,当输入信号在电压区间时整个系统输出高电平信号,当输入信号不在电压区间范围内时输出低电平信号。但是在电机软起动控制器电流过零点采集时，过零点信号检测不准确，导致电机运行不可靠等问题，同时传统的软启动电路中，辅助电源和主回路电源分别是独立的，导致现场接线复杂，同时对零点信号的检测需要进行软件转换，处理比较复杂，给电机控制带来了不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电机电压电流过零点检测电路，用于解决现有技术中零点检测不准确，电路复杂，导致电机运行不稳定可靠的问题。
为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：
本发明的一种电机电压电流过零点检测电路，包括一MCU控制电路，所述的MCU控制电路连接于一逻辑电路；所述的逻辑电路的输出端耦接于一触发电路；所述的触发电路耦接于一电压过零点检测电路和一电流过零点检测电路；所述的触发电路耦接于一晶闸管电路。
其中，所述的逻辑电路包括一三输入与非门U18A，所述的三输入与非门U18A的输入端分别受控于所述MCU控制电路。
其中，所述的触发电路包括：MOS管Q7，二极管ZD5，D121，电容C123和C124，C125和C126，电阻R121，R122，R125，变压器T120；其中，所述MOS管Q7的G极连接于所述三输入与非门U18A的输出端，所述MOS管Q7的D极连接于所述二极管ZD5的负极，所述二极管ZD5的正极连接于所述的二极管D121的正极，所述的二极管D121的负极端串联一电阻R122之后连接于一电源VCC，其中所述的电阻R122的两端还并联有一所述电容C124，所述电容C124的一端连接于所述电容C123之后接地，所述的MOS管Q7的S极直接接地，其中，所述变压器T120的初级线圈两端并联于所述的二极管ZD5的负极与二极管D121的负极；所述的变压器T120的次级线圈设有两个，其中一个次级线圈的两端串联于一二极管D120和D123，另一个次级线圈两端串联于二极管D124，D122。
其中，所述的二极管ZD5为瞬态抑制二极管。
其中，所述的电压过零点检测电路包括：电阻R127，电阻R123，单向光耦U22，其中所述的电阻R127的一端耦接于所述触发电路3，所述电阻R127的另一端连接于所述单向光耦U22的输入端，所述的单向光耦U22的输出端串联一电阻R123，所述电阻R123的输出端连接于电压检测点。
其中，所述的电流过零点检测电路包括：一双向光耦U21，电阻R126，电阻R120，其中所述的双向光耦U21的输入端串联所述电阻R126之后耦接于所述的触发电路3，所述的双向光耦U21的输出端连接于所述电阻R120，所述电阻R120的另外一端连接于一5V电源，其中电流过零点检测点位于电阻R120和所述双向光耦U21输出端之间。
其中，所述的单向光耦U22的输入端其中一引脚接电阻R127的输出端，另一引脚接三相电的零点，其中所述电阻R127的输出端与零点之间还串联有二极管D125，并且所述二极管D125的正极连接于零点。
其中，所述的变压器的两次级线圈之间还连接有一电容隔离电路，所述的电容隔离电路包括，串联连接的电容C125，C126，电阻R125。
与现有技术相比，本发明的电机电压电流过零点检测电路，具有以下有益效果：不需要将辅助电源和主回路电源独立供电，同时被检测的电压和电流过零点检测信号可直接被接收处理，检测更加准确，电机运行更加稳定可靠。
附图说明
图1为本发明的电机电压电流过零点检测电路的结构框图；
图2为本发明的电机电压电流过零点检测电路的电路图；
图3为本发明的电机电压电流过零点检测电路的MCU控制电路部分电路图；
图4为本发明的电机电压电流过零点检测电路的逻辑电路部分的电路图；
图5为本发明的电机电压电流过零点检测电路的触发电路部分的电路图；
图6为本发明的电机电压电流过零点检测电路的电压过零点电路的电路图；
图7为本发明的电机电压电流过零点检测电路的电流过零点部分的电路图。
具体实施方式
以下参考附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。
请参阅图1，本发明的电机电压电流过零点检测电路，其包括一MCU控制电路1；一逻辑电路2，所述的逻辑电路2耦接于所述的MCU控制电路1；一触发电路3，所述的触发电路3耦接于所述的逻辑电路2；一电流过零点检测电路4，所述的电流过零点检测电路4耦接于所述的触发电路3；一电压过零点检测电路5，所述的电压过零点检测电路5耦接于所述的触发电路3；一晶闸管电路6，所述的晶闸管电路6受控于所述的触发电路3。
参阅附图2和附图3，其中附图2为本发明的电机电压电流过零点检测电路的整体电路图，附图3为MCU控制电路部分电路图。从附图中可见，所述的MCU控制电路包括一MCU控制器，以及用于使该MCU控制器正常工作的外围电路组成。其中所述的MCU控制电路的MCU控制器的D-A-DR，D-A-SCR，以及D-CLK分别为MCU控制器的输出端口。
参阅附图2和附图4，所述的逻辑电路2包括一三输入与非门电路，其中，所述的三输入与非门电路的三个输入端分别与所述MCU控制电路的MCU控制器的控制端连接，通过预置的程序，控制三输入端的电平信号，从而确定三输入与非门的输出控制信号。
参阅附图2和附图5所述的触发电路3包括：MOS管Q7，二极管ZD5，D121，电容C123和C124，电阻R122；其中，所述的与非门U18A的输入端受控于外部控制信号，其输出端连接于所述MOS管Q7的G极，所述MOS管Q7的D极连接于所述二极管ZD5的负极，所述二极管ZD5的输出端连接于所述的二极管D121的正极，所述的二极管D121的负极端串联一电阻R122之后连接于一电源VCC，其中所述的电阻R122的两端还并联有一所述电容C124，所述电容C124的一端连接于所述电容C123之后接地。其中，所述的与非门U18A的输入端由三个输入控制信号，其分别由外部控制器给出三个参数信号，当且仅当三个输入信号同时为高时，与非门U18A才会输出一有效控制信号。当与非门U18A输出有效控制信号时，MOS管Q7导通，此时输入控制电路1形成一控制回路。MOS管Q7的S极直接接地。其中，所述变压器T120的初级线圈两端并联于所述的二极管ZD5的负极与二极管D121的负极；所述的变压器T120的次级线圈设有两个，其中一个次级线圈的两端串联于一二极管D120和D123，另一个次级线圈两端串联于二极管D124，D122。
进一步的，所述的触发电路3的初级线圈的两端连接于二极管ZD5和D121的负极端，其次级线圈的数目为二，所述的两次级线圈受控于初级线圈。之所以将次级线圈设置有两个，这是由于可控硅晶闸管是单向导通的，而交流电周期性变化，从而需要将正半周和副半周的电压分别导通。
所述的电压过零点检测电路5包括：电阻R127，电阻R123，单向光耦U22，其中所述的电阻R127的一端耦接于所述触发电路3，所述电阻R127的另一端连接于所述单向光耦U22的输入端，所述的单向光耦U22的输出端串联一电阻R123，所述电阻R123的输出端连接于电压检测点。
进一步的，所述的电流过零点检测电路4包括：一双向光耦U21，电阻R126，电阻R120，其中所述的双向光耦U21的输入端串联所述电阻R126之后耦接于所述触发电路3，所述的双向光耦U21的输出端连接于所述电阻R120，所述电阻R120的另外一端连接于一5V电源，其中电流过零点检测点位于电阻R120和所述双向光耦U21输出端之间。由于次级线圈上连接有可控硅晶闸管，当输入的交流电的电流由峰值渐变为零值时，可控硅晶闸管关断，此时电流过零点检测点处的电压为高电位，其他状态时，可控硅晶闸管导通，而双向光耦导通，此时电流过零点检测点的电位为零。并且这两种电位信号可直接被控制器识别接收。
优选的，为了防止三相电的相互干扰，所述的单向光耦的输入端其中一引脚接电阻R127的输出端，另一引脚接三相电的零点，其中所述电阻R127的输出端与零点之间还串联有一二极管D125，并且所述二极管D125的正极连接于零点。
优选的，所述的变压器电路2的两个次级线圈，每个次级线圈的两端之间还串联有一二极管D123和D124。
优选的，所述的正半波输出控制电路31与所述的负半波输出控制电路32之间还串联有隔离电容C125和C126。
参阅附图2，从二极管D120和D123之间之间的节点引出接线端，并且从二极管D122，D124之间的节点引出接线端，分别连接于所述晶闸管电路6中的其中一晶闸管的使能端。所述的电容C126与二极管D123之间的节点，以及电容C125与二极管D124之间的节点分别由导线直接连接于晶闸管电路6中的另一晶闸管的两使能端。
需要说明的是，上述实施例只是详细叙述了再三相电机控制中的其中一相电的电压电流过零点控制电路的具体电路图。在实施本发明的过程中，需要在每相电路中接入上述的电压电流过零点检测电路。
上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种电机电压电流过零点检测电路，包括一MCU控制电路，其特征在于，所述的MCU控制电路连接于一逻辑电路；所述的逻辑电路的输出端耦接于一触发电路；所述的触发电路耦接于一电压过零点检测电路和一电流过零点检测电路；所述的触发电路耦接于一晶闸管电路；所述的MCU控制电路输出控制信号控制所述的逻辑电路，当所述的逻辑电路使能时，驱动所述的触发电路，此时所述的触发电路同时触发晶闸管电路和电压过零点检测电路以及电流过零点检测电路工作，其中，所述的逻辑电路包括一三输入与非门U18A，所述的三输入与非门U18A的输入端分别受控于所述MCU控制电路，其中，所述的触发电路包括：MOS管Q7，二极管ZD5，D121，电容C123和C124，电阻R121，R122，变压器T120；其中，所述MOS管Q7的G极连接于所述三输入与非门U18A的输出端，所述MOS管Q7的D极连接于所述二极管ZD5的负极，所述二极管ZD5的正极连接于所述的二极管D121的正极，所述的二极管D121的负极端串联一电阻R122之后连接于一电源VCC，其中所述的电阻R122的两端还并联有一所述电容C124，所述电容C124的一端连接于所述电容C123之后接地，所述的MOS管Q7的S极直接接地，其中，所述变压器T120的初级线圈两端并联于所述的二极管ZD5的负极与二极管D121的负极；所述的变压器T120的次级线圈设有两个，其中一个次级线圈的两端串联于一二极管D120和D123，另一个次级线圈两端串联于二极管D124，D122。
2.如权利要求1所述的电机电压电流过零点检测电路，其特征在于，所述的变压器T120的两次级线圈之间还连接有一电容隔离电路，所述的电容隔离电路包括，串联连接的电容C125，C126，电阻R125。
3.如权利要求1所述的电机电压电流过零点检测电路，其特征在于，所述的二极管ZD5为瞬态抑制二极管。
4.如权利要求1所述的电机电压电流过零点检测电路，其特征在于，所述的电压过零点检测电路包括：电阻R127，电阻R123，单向光耦U22，其中所述的电阻R127的一端耦接于所述的触发电路，所述电阻R127的另一端连接于所述单向光耦U22的输入端，所述的单向光耦U22的输出端串联一电阻R123，所述电阻R123的输出端连接于电压检测点。
5.如权利要求4所述的电机电压电流过零点检测电路，其特征在于，所述的单向光耦U22的输入端其中一引脚接电阻R127的输出端，另一引脚接三相电的零点，其中所述电阻R127的输出端与零点之间还串联有二极管D125，并且所述二极管D125的正极连接于三相电的零点。
6.如权利要求1所述的电机电压电流过零点检测电路，其特征在于，所述的电流过零点检测电路包括：一双向光耦U21，电阻R126，电阻R120，其中所述的双向光耦U21的输入端串联所述电阻R126之后耦接于所述触发电路，所述的双向光耦U21的输出端连接于所述电阻R120，所述电阻R120的另外一端连接于一5V电源，其中电流过零点检测点位于电阻R120和所述双向光耦U21输出端之间。
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