CN104834332B - 一种基于带通滤波的电机温度控制测试系统 - Google Patents
一种基于带通滤波的电机温度控制测试系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于带通滤波的电机温度控制测试系统，由单片机（1），与单片机（1）相连接的电源模块（2）、电机转速控制模块（3）、转速信号处理模块（5）、显示器（7）、温度存储模块（10），与电机转速控制模块（3）相连接的被测电机（4），以及与被测电机（4）相连接的速度传感器（6）和温度传感器（8）组成，所述的速度传感器（6）还与转速信号处理模块（5）相连接，电源模块（2）还分别与电机转速控制模块（3）以及温度存储模块（10）相连接；其特征在于：在单片机（1）和温度传感器（8）之间还设置有带通滤波电路（9）；本发明可以对电机的实时工作温度进行控制，防止电机在工作过程中因温度过高而被损坏。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机测试系统，具体是指一种基于带通滤波的电机温度控制测试系统。
背景技术
随着国民经济和科学技术的发展，电机在各行各业中发挥的作用越来越重要。同时，随着各行业的发展，对电机产品提出了越来越高的要求，所以电机产品需要通过一些试验项目来验证其特性是否达到应用要求。因此，电机测试技术对于电机的性能验证具有相当重要的意义。
然而，传统的电机测试系统在对电机温度进行检测时其精度并不高，从而导致电机测试系统并不能及时的对电机工作温度进行控制。因此提供一种可以精确检测电机工作温度的电机温度控制系统则是当务之急。
发明内容
本发明的目的在于克服传统的电机测试系统对电机工作温度检测的精度不高的缺陷，提供一种基于带通滤波的电机温度控制测试系统。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于带通滤波的电机温度控制测试系统，由单片机，与单片机相连接的电源模块、电机转速控制模块、转速信号处理模块、显示器、温度存储模块，与电机转速控制模块相连接的被测电机，与被测电机相连接的速度传感器和温度传感器，所述的速度传感器还与转速信号处理模块相连接，电源模块还分别与电机转速控制模块以及温度存储模块相连接，为了达到本发明的目的，本发明在单片机和温度传感器之间还设置有带通滤波电路。
进一步的，所述带通滤波电路由放大器P1，放大器P2，三极管VT5，正极与放大器P1的负极相连接、负极则经电阻R10后与放大器P1的正极一起作为该带通滤波电路的输入端的极性电容C8，一端与极性电容C8的负极相连接、另一端接地的电阻R11，一端与极性电容C8的负极相连接、另一端则与放大器P1的输出端相连接的电阻R12，与电阻R12相并联的极性电容C10，N极与放大器P2的负极相连接、P极则经电阻R13后与放大器P1的输出端相连接的二极管D5，正极与放大器P1的正极相连接、负极则经电阻R14后与二极管D5的P极相连接的极性电容C9，一端与放大器P2的负极相连接、另一端则与放大器P2的输出端相连接的电阻R15，以及正极与二极管D5的P极相连接、负极则与放大器P2的输出端相连接的极性电容C11组成；所述三极管VT5的基极与放大器P2的正极相连接的同时接地、其发射极则与放大器P2的输出端相连接、集电极接地；所述放大器P2的输出端和三极管VT5的发射极一起作为该带通滤波电路的输出端。
所述转速信号处理模块由信号筛选电路，与信号筛选电路相连接的信号处理电路，以及与信号处理电路相连接的变压输出电路组成。
所述的信号筛选电路由辅助芯片U，三极管VT1，三极管VT2，与非门A1，与非门A2，负极与辅助芯片U的VIN管脚相连接、正极则经电阻R1后与三极管VT1的发射极相连接的极性电容C1，正极与辅助芯片U的LX管脚相连接、负极则与三极管VT2的集电极相连接的极性电容C2，正相端与辅助芯片U的PGND管脚相连接、反相端则与与非门A2的负极相连接的倒相放大器D1，负极与与非门A1的负极相连接、正极则经电阻R2后与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C3，以及负极接地、正极则经电阻R3后与与非门A2的正极相连接的极性电容C4组成；所述辅助芯片U的LX管脚与三极管VT1的集电极相连接、其OUT管脚则与与非门A2的负极相连接、GND管脚接地，所述与非门A2的输出端与信号处理电路相连接、其正极则分别与与非门A1的输出端以及信号处理电路相连接，所述与非门A1的正极与三极管VT2的集电极相连接、其负极则与信号处理电路相连接；所述极性电容C4的正极还与信号处理电路相连接；所述三极管VT1的基极和三极管VT2的基极一起作为该信号处理电路的输入端。
所述的信号处理电路由处理芯片U1，场效应管Q1，场效应管Q2，三极管VT3，P极与与非门A2的正极相连接、N极则与处理芯片U1的BOOT管脚相连接的二极管D2，正极与处理芯片U1的GND管脚相连接、负极则与处理芯片U1的FB管脚相连接的极性电容C5，正极与场效应管Q1的漏极相连接、负极接地的极性电容C7，一端与处理芯片U1的PHASE管脚相连接、另一端则与三极管VT3的发射极相连接的电感L1，一端与处理芯片U1的OCSET管脚相连接、另一端则与场效应管Q1的源极相连接的电阻R4，一端与处理芯片U1的LGATE管脚相连接、另一端则与三极管VT3的基极相连接的电阻R5，以及负极与处理芯片U1的LGAET管脚相连接、正极则经电阻R6后与三极管VT3的集电极相连接的极性电容C6组成；所述处理芯片U1的VCC管脚与极性电容C4的正极相连接、其FB管脚则与与非门A1的负极相连接、GND管脚接地、LGATE管脚与场效应管Q2的栅极相连接、UGATE管脚则与场效应管Q1的栅极相连接；所述场效应管Q1的漏极分别与与非门A2的输出端以及变压输出电路相连接、其源极则与场效应管Q2的漏极相连接；所述场效应管Q2的源极接地；三极管VT3的发射极则与变压输出电路相连接。
所述的变压输出电路由变压器T，三极管VT4，场效应管Q3，N极与变压器T原边非同名端相连接、P极接地的二极管D3，P极与变压器T副边非同名端相连接、N极则经电阻R8后与场效应管Q3的栅极相连接的二极管D4，一端与变压器T副边同名端相连接、另一端则与场效应管Q3的栅极相连的电阻R9，以及一端与变压器T副边同名端相连接、另一端则与三极管VT4的基极相连接的电阻R7组成；所述变压器T原边同名端与场效应管Q1的漏极相连接、其非同名端则与三极管VT3的发射极相连接，所述场效应管Q3的栅极与三极管VT4的集电极相连接、其源极则分别与三极管VT4的发射极以及变压器T副边同名端相连接；所述场效应管Q3的漏极和其源极一起作为该变压输出电路的输出端。
所述辅助芯片U为MAX1921集成电路，而处理芯片U1则为APW7120集成电路。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明结构简单，操作方便，系统造价低廉。
(2)本发明可以对电机的实时工作温度进行控制，防止电机在工作过程中因温度过高而被损坏。
(3)本发明可以对电机的实时工作温度进行检测，以便工作人员可以根据电机的工作温度判断电机的性能。
(4)本发明通过带通滤波电路的作用，可以提高电机温度检测精度，防止测试系统出现误判现象。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的转速信号处理模块电路结构示意图；
图3为本发明的带通滤波电路结构示意图。
以上附图中的附图标记名称为：
1—单片机，2—电源模块，3—电机转速控制模块，4—被测电机，5—转速信号处理模块，6—速度传感器，7—显示器，8—温度传感器，9—带通滤波电路，10—温度存储模块，51—信号筛选电路，52—信号处理电路，53—变压输出电路。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例
如图1所示，本发明由单片机1，与单片机1相连接的电源模块2、电机转速控制模块3、转速信号处理模块5、显示器7、温度存储模块10，与电机转速控制模块3相连接的被测电机4，与被测电机4相连接的速度传感器6和温度传感器8，所述的速度传感器6还与转速信号处理模块5相连接，电源模块2还分别与电机转速控制模块3以及温度存储模块10相连接，为了达到本发明的目的，本发明在单片机1和温度传感器8之间还设置有带通滤波电路9。
其中，单片机1作为本发明的控制中心，电源模块2则用于给本发明提供电源。电机转速控制模块3用于对被测电机4的转速进行控制。速度传感器6则用于采集被测电机4的实时转速信号，而转速信号处理模块5则用于对转速信号进行处理，并发送给单片机1。显示器7则用于直观的显示被测电机4的转速值和温度值。温度传感器8用于检测被测电机4的实时工作温度信号，而带通滤波电路9则用于对温度信号进行滤波处理，温度存储模块10内部则储存有被测电机4所允许达到的最高温度值。
工作时，温度传感器8采集被测电机4的实时工作温度信号，该温度信号经带通滤波电路9处理后输送给单片机1。单片机1再把温度信号传输给温度存储模块10，温度存储模块10将接收到的温度信号与其内部预设的温度值进行比较，当温度传感器8传送给单片机1的温度超过其内部的最高温度值时，单片机1则向电机转速控制模块3发送信号，由电机转速控制模块3停止被测电机4，待温度下降后单片机1再发送信号给电机转速控制模块3，通过电机转速控制模块3重新启动被测电机4。
为了使本发明能够达到更好的效果，该速度传感器6采用大连大工安道自动化仪表公司生产的BNP-16系列的MEMS型磁阻式转速传感器，该转速传感器具有极低的速度偏差，并且不受震动的影响。而温度传感器8则优先采用上海扬基电子有限公司生产的TNS4000型温度传感器，该型号温度传感器具有反相、过载、短路保护。而电机转速控制模块3、电源模块2、显示器7、单片机1以及温度存储模块10均采用现有的技术即可实现。带通滤波电路9则为本发明的发明点所在。
如图2所示，该转速信号处理模块5由对转速信号进行筛选的信号筛选电路51，与信号筛选电路51相连接的信号处理电路52，以及与信号处理电路52相连接的变压输出电路53组成。该信号处理电路52用于对转速信号进行处理，处理后的转速信号更加稳定。而变压输出电路53则可以对转速信号进行变压处理，使单片机1所接收到的转速信号更加清晰。
其中的，信号筛选电路51由辅助芯片U，三极管VT1，三极管VT2，与非门A1，与非门A2，负极与辅助芯片U的VIN管脚相连接、正极则经电阻R1后与三极管VT1的发射极相连接的极性电容C1，正极与辅助芯片U的LX管脚相连接、负极则与三极管VT2的集电极相连接的极性电容C2，正相端与辅助芯片U的PGND管脚相连接、反相端则与与非门A2的负极相连接的倒相放大器D1，负极与与非门A1的负极相连接、正极则经电阻R2后与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C3，以及负极接地、正极则经电阻R3后与与非门A2的正极相连接的极性电容C4组成。所述辅助芯片U的LX管脚与三极管VT1的集电极相连接、其OUT管脚则与与非门A2的负极相连接、GND管脚接地，所述与非门A2的输出端与信号处理电路52相连接、其正极则分别与与非门A1的输出端以及信号处理电路52相连接，所述与非门A1的正极与三极管VT2的集电极相连接、其负极则与信号处理电路52相连接。所述极性电容C4的正极还与信号处理电路52相连接。所述三极管VT1的基极和三极管VT2的基极一起作为该信号处理电路52的输入端。为了更好的实施本发明，该辅助芯片U优先采用MAX1921集成电路来实现。
所述的信号处理电路52由处理芯片U1，场效应管Q1，场效应管Q2，三极管VT3，P极与与非门A2的正极相连接、N极则与处理芯片U1的BOOT管脚相连接的二极管D2，正极与处理芯片U1的GND管脚相连接、负极则与处理芯片U1的FB管脚相连接的极性电容C5，正极与场效应管Q1的漏极相连接、负极接地的极性电容C7，一端与处理芯片U1的PHASE管脚相连接、另一端则与三极管VT3的发射极相连接的电感L1，一端与处理芯片U1的OCSET管脚相连接、另一端则与场效应管Q1的源极相连接的电阻R4，一端与处理芯片U1的LGATE管脚相连接、另一端则与三极管VT3的基极相连接的电阻R5，以及负极与处理芯片U1的LGAET管脚相连接、正极则经电阻R6后与三极管VT3的集电极相连接的极性电容C6组成。所述处理芯片U1的VCC管脚与极性电容C4的正极相连接、其FB管脚则与与非门A1的负极相连接、GND管脚接地、LGATE管脚与场效应管Q2的栅极相连接、UGATE管脚则与场效应管Q1的栅极相连接；所述场效应管Q1的漏极分别与与非门A2的输出端以及变压输出电路53相连接、其源极则与场效应管Q2的漏极相连接。所述场效应管Q2的源极接地；三极管VT3的发射极则与变压输出电路53相连接。为了更好的实施本发明，所述的处理芯片U1优选为APW7120集成电路来实现。
所述的变压输出电路53则由变压器T，三极管VT4，场效应管Q3，N极与变压器T原边非同名端相连接、P极接地的二极管D3，P极与变压器T副边非同名端相连接、N极则经电阻R8后与场效应管Q3的栅极相连接的二极管D4，一端与变压器T副边同名端相连接、另一端则与场效应管Q3的栅极相连的电阻R9，以及一端与变压器T副边同名端相连接、另一端则与三极管VT4的基极相连接的电阻R7组成。所述变压器T原边同名端与场效应管Q1的漏极相连接、其非同名端则与三极管VT3的发射极相连接，所述场效应管Q3的栅极与三极管VT4的集电极相连接、其源极则分别与三极管VT4的发射极以及变压器T副边同名端相连接。所述场效应管Q3的漏极和其源极一起作为该变压输出电路的输出端。
如图3所示，该带通滤波电路9由放大器P1，放大器P2，三极管VT5，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，三极管D5，极性电容C8，极性电容C9，极性电容C10，极性电容C11组成。连接时，极性电容C8的正极与放大器P1的负极相连接、其负极则经电阻R10后与放大器P1的正极一起作为该带通滤波电路9的输入端，电阻R11的一端与极性电容C8的负极相连接、其另一端接地，电阻R12的一端与极性电容C8的负极相连接、其另一端则与放大器P1的输出端相连接，极性电容C10则与电阻R12相并联，二极管D5的N极与放大器P1的负极相连接、其P极则经电阻R13后与放大器P1的输出端相连接，极性电容C9的正极与放大器P1的正极相连接、负极则经电阻R14后与二极管D5的P极相连接，电阻R15的一端与放大器P2的负极相连接、另一端则与放大器P2的输出端相连接，极性电容C11的正极与二极管D5的P极相连接、其负极则与放大器P2的输出端相连接。所述三极管VT5的基极与放大器P2的正极相连接的同时接地、其发射极则与放大器P2的输出端相连接、集电极接地。所述放大器P2的输出端和三极管VT5的发射极一起作为该带通滤波电路9的输出端。
如上所述，便可很好的实现本发明。
Claims (7)
1.一种基于带通滤波的电机温度控制测试系统，由单片机(1)，与单片机(1)相连接的电源模块(2)、电机转速控制模块(3)、转速信号处理模块(5)、显示器(7)、温度存储模块(10)，与电机转速控制模块(3)相连接的被测电机(4)，以及与被测电机(4)相连接的速度传感器(6)和温度传感器(8)组成，所述的速度传感器(6)还与转速信号处理模块(5)相连接，电源模块(2)还分别与电机转速控制模块(3)以及温度存储模块(10)相连接；其特征在于：在单片机(1)和温度传感器(8)之间还设置有带通滤波电路(9)；所述带通滤波电路(9)由放大器P1，放大器P2，三极管VT5，正极与放大器P1的负极相连接、负极则经电阻R10后与放大器P1的正极一起作为该带通滤波电路(9)的输入端的极性电容C8，一端与极性电容C8的负极相连接、另一端接地的电阻R11，一端与极性电容C8的负极相连接、另一端则与放大器P1的输出端相连接的电阻R12，与电阻R12相并联的极性电容C10，N极与放大器P2的负极相连接、P极则经电阻R13后与放大器P1的输出端相连接的二极管D5，正极与放大器P1的正极相连接、负极则经电阻R14后与二极管D5的P极相连接的极性电容C9，一端与放大器P2的负极相连接、另一端则与放大器P2的输出端相连接的电阻R15，以及正极与二极管D5的P极相连接、负极则与放大器P2的输出端相连接的极性电容C11组成；所述三极管VT5的基极与放大器P2的正极相连接的同时接地、其发射极则与放大器P2的输出端相连接、集电极接地；所述放大器P2的输出端和三极管VT5的发射极一起作为该带通滤波电路(9)的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种基于带通滤波的电机温度控制测试系统，其特征在于：所述转速信号处理模块(5)由信号筛选电路(51)，与信号筛选电路(51)相连接的信号处理电路(52)，以及与信号处理电路(52)相连接的变压输出电路(53)组成。
3.根据权利要求2所述的一种基于带通滤波的电机温度控制测试系统，其特征在于：所述的信号筛选电路(51)由辅助芯片U，三极管VT1，三极管VT2，与非门A1，与非门A2，负极与辅助芯片U的VIN管脚相连接、正极则经电阻R1后与三极管VT1的发射极相连接的极性电容C1，正极与辅助芯片U的LX管脚相连接、负极则与三极管VT2的集电极相连接的极性电容C2，正相端与辅助芯片U的PGND管脚相连接、反相端则与与非门A2的负极相连接的倒相放大器D1，负极与与非门A1的负极相连接、正极则经电阻R2后与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C3，以及负极接地、正极则经电阻R3后与与非门A2的正极相连接的极性电容C4组成；所述辅助芯片U的LX管脚与三极管VT1的集电极相连接、其OUT管脚则与与非门A2的负极相连接、GND管脚接地，所述与非门A2的输出端与信号处理电路(52)相连接、其正极则分别与与非门A1的输出端以及信号处理电路(52)相连接，所述与非门A1的正极与三极管VT2的集电极相连接、其负极则与信号处理电路(52)相连接；所述极性电容C4的正极还与信号处理电路(52)相连接；所述三极管VT1的基极和三极管VT2的基极一起作为该信号处理电路(52)的输入端。
4.根据权利要求3所述的一种基于带通滤波的电机温度控制测试系统，其特征在于：所述的信号处理电路(52)由处理芯片U1，场效应管Q1，场效应管Q2，三极管VT3，P极与与非门A2的正极相连接、N极则与处理芯片U1的BOOT管脚相连接的二极管D2，正极与处理芯片U1的GND管脚相连接、负极则与处理芯片U1的FB管脚相连接的极性电容C5，正极与场效应管Q1的漏极相连接、负极接地的极性电容C7，一端与处理芯片U1的PHASE管脚相连接、另一端则与三极管VT3的发射极相连接的电感L1，一端与处理芯片U1的OCSET管脚相连接、另一端则与场效应管Q1的源极相连接的电阻R4，一端与处理芯片U1的LGATE管脚相连接、另一端则与三极管VT3的基极相连接的电阻R5，以及负极与处理芯片U1的LGAET管脚相连接、正极则经电阻R6后与三极管VT3的集电极相连接的极性电容C6组成；所述处理芯片U1的VCC管脚与极性电容C4的正极相连接、其FB管脚则与与非门A1的负极相连接、GND管脚接地、LGATE管脚与场效应管Q2的栅极相连接、UGATE管脚则与场效应管Q1的栅极相连接；所述场效应管Q1的漏极分别与与非门A2的输出端以及变压输出电路(53)相连接、其源极则与场效应管Q2的漏极相连接；所述场效应管Q2的源极接地；三极管VT3的发射极则与变压输出电路(53)相连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于带通滤波的电机温度控制测试系统，其特征在于：所述的变压输出电路(53)由变压器T，三极管VT4，场效应管Q3，N极与变压器T原边非同名端相连接、P极接地的二极管D3，P极与变压器T副边非同名端相连接、N极则经电阻R8后与场效应管Q3的栅极相连接的二极管D4，一端与变压器T副边同名端相连接、另一端则与场效应管Q3的栅极相连的电阻R9，以及一端与变压器T副边同名端相连接、另一端则与三极管VT4的基极相连接的电阻R7组成；所述变压器T原边同名端与场效应管Q1的漏极相连接、其非同名端则与三极管VT3的发射极相连接，所述场效应管Q3的栅极与三极管VT4的集电极相连接、其源极则分别与三极管VT4的发射极以及变压器T副边同名端相连接；所述场效应管Q3的漏极和其源极一起作为该变压输出电路(53)的输出端。
6.根据权利要求5所述的一种基于带通滤波的电机温度控制测试系统，其特征在于：所述辅助芯片U为MAX1921集成电路。
7.根据权利要求5所述的一种基于带通滤波的电机温度控制测试系统，其特征在于：所述的处理芯片U1为APW7120集成电路。
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