CN106169735A - 一种电机堵转电流检测电路 - Google Patents

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朱俊岗
朱峰
朱俊岭
余建美
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    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16571Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing AC or DC current with one threshold, e.g. load current, over-current, surge current or fault current
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/085Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
    • H02H7/0853Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load specially adapted for motors rotating in both directions

Abstract

本发明公开了一种电机堵转电流检测电路,包括单片机和电机M,单片机与电机之间连接有堵转电流检测电路,单片机通过堵转电流检测电路控制电机的正、反转;电机M包括电机正极和电机负极,单片机包括I/O端口A、B和C;堵转电流检测电路包括限流电阻R1、R2,三级管Q1、Q2,限流二极管D1、D2,继电器K1、K2,和采样电阻R3、R4;本发明设计的方案能够精确地检测到电机堵转,及时关闭电机电源,避免电机堵转电流过大,损坏电机,采用本电机堵转检测电路,检测准确率高,成本低,结构简单,有效延长了电机使用寿命。

Description

一种电机堵转电流检测电路
技术领域
[0001]本发明属于检测电路技术领域,涉及一种电机堵转电流检测电路。
背景技术
[0002]电机堵转是由于电机负载过大、拖动的机械故障、轴承损坏扫堂等原因引起的电动机无法无法启动或停止转动的现象。电机堵转时功率因数极低,堵转时的电流(称堵转电流)值非常大,时间稍长就会烧坏电机。
[0003]电机转动时,定子绕组形成的旋转磁场拖动转子旋转,而转子中感应电流所产生的磁场也在定子绕组感应出反电势,也就是我们说的感抗,起到阻止电机定子电流增加的作用。如果电机堵转了,上述反电势也没有了,电机就像接在电源中的一个电感元件,只有其自身的电阻和电感,自然电流会大大增加。电机运行时会产生反电动势,这是消耗电压的主要部分。堵转时反电势为零,所有电压都加载在绕组上,所以电流很大。根据电机容量的大小和加工工艺不同,电机堵转电流一般为电机额定电流的12-50倍,不但易导致电机损坏,甚至造成电器损坏、人员伤害,更乃至发生火灾。
发明内容
[0004]本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的缺点,提供一种电机堵转电流检测电路,当电机受到外力干扰、机械故障或轴承损坏,会引发电机堵转,通过本发明设计的方案能够精确地检测到电机堵转,及时关闭电机电源,避免电机堵转电流过大,损坏电机,采用本电机堵转检测电路,检测准确率高,成本低,结构简单,有效延长了电机使用寿命。
[0005]为了解决以上技术问题,本发明提供一种电机堵转电流检测电路,包括单片机和电机M,单片机与电机之间连接有堵转电流检测电路,单片机通过堵转电流检测电路控制电机的正、反转;
电机M包括电机正极和电机负极,单片机包括I /0端口 A、B和C;
堵转电流检测电路包括限流电阻Rl、R2,三级管Ql、Q2,限流二极管Dl、D2,继电器Kl、K2,和采样电阻R3、R4,限流电阻Rl—端连接单片机的I/O端口 A,其另一端连接三级管Ql的基极;限流电阻R2—端连接单片机的I/O端口 B,其另一端连接三级管Q2的基极;三极管Ql及Q2的发射极接地;限流二级管Dl的阳极连接三极管Ql的集电极,其阳极还连接继电器Kl的4脚,限流二级管Dl的阴极连接外部电源VCC;限流二级管D2的阳极连接三极管Q2的集电极,其阳极还连接继电器K2的4脚,限流二级管D2的阴极连接外部电源VCC;电机M的电机正极连接继电器KI的5脚,电机负极连接继电器K2的5脚;继电器Kl和K2的1、2脚均接外部电源VCC ;继电器Kl的3脚与继电器K2的3脚连接;采样电阻R3—端连接单片机的I/O端口 C,其另一端连接继电器KI的3脚;采样电阻R4—端接地,其另一端连接继电器K2的3脚。
[000ό]本发明进一步限定的技术方案是:
前述电机M并联消弧电容Cl,可消除电源通断时接触触点电火花,避免烧蚀触点、产生电磁干扰以及增加损耗。
[0007]前述继电器Kl和K2的3脚均默认与触点粘连。
[0008] 进一步的,
本发明还提供一种电机堵转电流检测电路的应用方法,包括如下具体应用方法:
单片机的I/O端口 A输出高电平,三极管Ql导通,继电器Kl内部线圈导通,使得继电器Kl的2脚与触点粘连,电机M的电机正极与外部电源VCC连通;单片机的I/O端口 B输出低电平,三极管Q2不导通,继电器Κ2维持默认状态;此时,电机M形成回路驱动电机M正转;
单片机的I/O端口 C检测电机M正转过程电流值,当单片机的I/O端口 C检测到电机M正转电流值大于设定的堵转电流阈值,判定当前电机M发生堵转;单片机的I/0端口 A输出低电平,三极管Ql不导通,继电器Kl的2脚与触点断开,继电器Kl恢复默认状态,此时电机M的电机正极与外部电源VCC断开,电机M停止运转,从而保护电机M;
单片机的I/O端口 A输出低电平,三极管Ql不导通,继电器Kl维持默认状态;单片机的I/O端口 B输出高电平,三极管Q2导通,继电器Κ2内部线圈导通,使得继电器Κ2的2脚与触点粘连,电机M的电机负极与外部电源VCC连通;此时,电机M形成回路驱动电机M反转;
单片机的I/O端口 C检测电机M反转过程电流值,当单片机的I/O端口 C检测到电机M的反转电流值大于设定堵转电流阈值,判定当前电机M发生堵转;单片机的I /0端口 B输出低电平,三极管Q2不导通,继电器Κ2的2脚与触点断开,继电器Κ2恢复默认状态,此时电机M电机负极与外部电源VCC断开,电机M停止运转,从而保护电机Μ。
[0009]本发明的有益效果是:
本发明设计的电机堵转电流检测电路,能够精确地检测到电机堵转,及时关闭电机电源,避免电机堵转电流过大,损坏电机;本发明电路安全稳定,检测准确率高,成本低,结构简单,有效延长了电机使用寿命,降低应用的产品成本。
附图说明
[0010]图1为本发明的电路图。
具体实施方式
[0011] 实施例1
本实施例提供一种电机堵转电流检测电路,如图1所示,包括单片机和电机Μ,单片机与电机之间连接有堵转电流检测电路,单片机通过堵转电流检测电路控制电机的正、反转;电机M包括电机正极和电机负极,单片机包括I/O端口 Α、Β和C;堵转电流检测电路包括限流电阻R1、R2,三级管Q1、Q2,限流二极管D1、D2,继电器Κ1、Κ2,和采样电阻R3、R4,限流电阻Rl —端连接单片机的I /0端口 A,其另一端连接三级管QI的基极;限流电阻R2—端连接单片机的I/O端口 B,其另一端连接三级管Q2的基极;三极管Ql及Q2的发射极接地;限流二级管Dl的阳极连接三极管Ql的集电极,其阳极还连接继电器Kl的4脚,限流二级管Dl的阴极连接外部电源VCC;限流二级管D2的阳极连接三极管Q2的集电极,其阳极还连接继电器K2的4脚,限流二级管D2的阴极连接外部电源VCC;电机M的电机正极连接继电器KI的5脚,电机负极连接继电器K2的5脚;继电器Kl和K2的1、2脚均接外部电源VCC;继电器Kl的3脚与继电器K2的3脚连接;采样电阻R3—端连接单片机的I/O端口 C,其另一端连接继电器Kl的3脚;采样电阻R4—端接地,其另一端连接继电器K2的3脚。
[0012]前述电机M并联消弧电容Cl;继电器Kl和K2的3脚均默认与触点粘连。
[0013]本实施例还提供一种电机堵转电流检测电路的应用方法,包括如下具体应用方法:
单片机的I/O端口 A输出高电平,三极管Ql导通,继电器Kl内部线圈导通,使得继电器Kl的2脚与触点粘连,电机M的电机正极与外部电源VCC连通;单片机的I/O端口 B输出低电平,三极管Q2不导通,继电器Κ2维持默认状态;此时,电机M形成回路驱动电机M正转;单片机的I/O端口C检测电机M正转过程电流值,当单片机的I/O端口 C检测到电机M正转电流值大于设定的堵转电流阈值,判定当前电机M发生堵转;单片机的I /0端口 A输出低电平,三极管Ql不导通,继电器Kl的2脚与触点断开,继电器Kl恢复默认状态,此时电机M的电机正极与外部电源VCC断开,电机M停止运转,从而保护电机M;
单片机的I/O端口 A输出低电平,三极管Ql不导通,继电器Kl维持默认状态;单片机的I/O端口 B输出高电平,三极管Q2导通,继电器Κ2内部线圈导通,使得继电器Κ2的2脚与触点粘连,电机M的电机负极与外部电源VCC连通;此时,电机M形成回路驱动电机M反转;单片机的I/O端口C检测电机M反转过程电流值,当单片机的I/O端口 C检测到电机M的反转电流值大于设定堵转电流阈值,判定当前电机M发生堵转;单片机的I/O端口 B输出低电平,三极管Q2不导通,继电器Κ2的2脚与触点断开,继电器Κ2恢复默认状态,此时电机M电机负极与外部电源VCC断开,电机M停止运转,从而保护电机Μ。
[0014]以上实施例仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电机堵转电流检测电路,包括单片机和电机M,其特征在于,所述单片机与电机之间连接有堵转电流检测电路,所述单片机通过堵转电流检测电路控制电机的正、反转; 所述电机M包括电机正极和电机负极,所述单片机包括I/O端口 A、B和C; 所述堵转电流检测电路包括限流电阻Rl、R2,三级管Ql、Q2,限流二极管Dl、D2,继电器Kl、K2,和采样电阻R3、R4,所述限流电阻Rl—端连接单片机的I/O端口 A,其另一端连接三级管Ql的基极;所述限流电阻R2—端连接单片机的I/O端口B,其另一端连接所述三级管Q2的基极;所述三极管Ql及Q2的发射极接地;所述限流二级管Dl的阳极连接三极管Ql的集电极,其阳极还连接继电器Kl的4脚,所述限流二级管Dl的阴极连接外部电源VCC;所述限流二级管D2的阳极连接三极管Q2的集电极,其阳极还连接继电器Κ2的4脚,所述限流二级管D2的阴极连接外部电源VCC;所述电机M的电机正极连接继电器Kl的5脚,所述电机负极连接继电器Κ2的5脚;所述继电器KI和Κ2的1、2脚均接外部电源VCC;所述继电器KI的3脚与继电器Κ2的3脚连接;所述采样电阻R3—端连接单片机的I/O端口 C,其另一端连接所述继电器Kl的3脚;所述采样电阻R4—端接地,其另一端连接继电器Κ2的3脚。
2.根据权利要求1所述的电机堵转电流检测电路,其特征在于,所述电机M并联消弧电容Cl ο
3.根据权利要求1所述的电机堵转电流检测电路,其特征在于,所述继电器Kl和Κ2的3脚均默认与触点粘连。
4.基于权利要求1-3中任一权利要求所述的电机堵转电流检测电路的应用方法,其特征在于,包括如下具体应用方法: 所述单片机的I/O端口 A输出高电平,三极管Ql导通,继电器Kl内部线圈导通,使得所述继电器Kl的2脚与触点粘连,电机M的电机正极与外部电源VCC连通;所述单片机的I/O端口 B输出低电平,三极管Q2不导通,继电器Κ2维持默认状态;此时,电机M形成回路驱动电机M正转; 所述单片机的I/o端口 C检测电机M正转过程电流值,当单片机的I/O端口 C检测到电机M正转电流值大于设定的堵转电流阈值,判定当前电机M发生堵转;所述单片机的I/O端口 A输出低电平,三极管Ql不导通,继电器Kl的2脚与触点断开,继电器Kl恢复默认状态,此时电机M的电机正极与外部电源VCC断开,电机M停止运转,从而保护电机M; 所述单片机的I/O端口 A输出低电平,三极管Ql不导通,继电器Kl维持默认状态;所述单片机的I/O端口 B输出高电平,三极管Q2导通,继电器Κ2内部线圈导通,使得继电器1(2的2脚与触点粘连,电机M的电机负极与外部电源VCC连通;此时,电机M形成回路驱动所述电机M反转; 所述单片机的I/o端口 C检测电机M反转过程电流值,当单片机的I/O端口 C检测到电机M的反转电流值大于设定堵转电流阈值,判定当前所述电机M发生堵转;所述单片机的I/O端口 B输出低电平,三极管Q2不导通,继电器Κ2的2脚与触点断开,继电器Κ2恢复默认状态,此时电机M电机负极与外部电源VCC断开,电机M停止运转,从而保护电机Μ。
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