CN107797065A

CN107797065A - 变频风机低速运行故障检测报警电路

Info

Publication number: CN107797065A
Application number: CN201710980198.8A
Authority: CN
Inventors: 佘德勇
Original assignee: Individual
Current assignee: Anhui Yunzhipu Technology Co ltd
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2018-03-13

Abstract

本发明公开了一种变频风机低速运行故障检测报警电路，包括有变频器、风机、MCU、信号采集电路、整流电路、信号处理放大电路、整形选通电路、信号隔离电路和报警信号输出电路，信号采集电路的输入端连接在变频器与风机之间连接的线路中，信号采集电路的输出端依次通过整流电路、信号处理放大电路、整形选通电路、信号隔离电路和报警信号输出电路连接报警电路，或与MCU的信号输入端相连接。本发明成本低、工作稳定，能够实现在变频器的这种特定设备工作环境中检测输出微小电流，并输出稳定的方波信号，并且在变频器低至5％的频率下能检测电流并稳定输出信号，保证了在任何速度运行状态下的风机均能得到可靠的监控，降低了因风机故障对现场产生的损害。

Description

变频风机低速运行故障检测报警电路

技术领域

本发明涉及风机故障检测技术领域，具体是一种变频风机低速运行故障检测报警电路。

背景技术

普通的交流风机由于成本较低得到普遍使用，但需要给风机调速时只能外接变频器，从成本上来说也是最佳选择，但在一些关键场合需要检测风机过载或断相报警时由于变频器辐射的干扰导致风机在很小频率(风机很小转速)时很难检测到风机电流变化信号，风机过载或断相会给现场带来不可预知的损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低、工作稳定的变频风机低速运行故障检测报警电路，能够实现在变频器的这种特定设备工作环境中检测输出微小电流，并输出稳定的方波信号，并且在变频器低至5％的频率下能检测电流并稳定输出信号，来保证在任何速度运行状态下的风机均能得到可靠的监控，以降低因风机故障对现场产生的损害。

本发明的技术方案如下：

一种变频风机低速运行故障检测报警电路，包括有变频器、风机、MCU、信号采集电路、整流电路、信号处理放大电路、整形选通电路、信号隔离电路和报警信号输出电路，其特征在于：所述信号采集电路的输入端连接在变频器与风机之间连接的线路中，信号采集电路的输出端与所述信号处理放大电路的输入端相连接，所述信号处理放大电路的输出端与所述整形选通电路的输入端相连接，所述整形选通电路的输出端与所述信号隔离电路的输入端相连接，所述信号隔离电路的输出端与所述报警信号输出电路的输入端相连接，所述报警信号输出电路的输出端连接报警电路，或与所述MCU的信号输入端相连接。

所述的变频风机低速运行故障检测报警电路，其特征在于：所述的信号采集电路采集风机三相电中各相电流信号，经过所述整流电路将交流电流信号转换成直流信号，然后经过所述信号处理放大电路的放大处理，然后经过所述整形选通电路的整形、滤波和选通放大，然后经过所述信号隔离电路的光耦隔离，最后输出到所述报警信号输出电路，驱动报警电路或输出到所述MCU进行处理。

所述的变频风机低速运行故障检测报警电路，其特征在于：所述的信号采集电路包括有电流互感器T1、T2、T3，所述电流互感器T1、T2、T3的二个初级接线端分别连接在变频器与风机之间连接的三相线路中，电流互感器T1、T2、T3的二个次级接线端分别与所述信号处理放大电路的输入端相连接，所述电流互感器T1的二个次级接线端之间串联有稳压二极管Z1、Z2，所述电流互感器T2的二个次级接线端之间串联有稳压二极管Z3、Z4，所述电流互感器T3的二个次级接线端之间串联有稳压二极管Z5、Z6；

所述的整流电路包括有第一、二、三整流电路，所述的第一、二、三整流电路分别由二极管D7与D8、二极管D17与D20、二极管D18与D21组成，第一、二、三整流电路的二个输入端分别对应与所述电流互感器T1、T2、T3的二个次级接线端相连接；

所述的信号处理放大电路包括有运算放大器U8A、U8B、U8C，所述运算放大器U8A、U8B、U8C的反向输入端和正向输入端分别对应与所述第一、二、三整流电路的二个输出端相连接，运算放大器U8A、U8B、U8C的输出端分别与所述整形选通电路的输入端相连接，所述运算放大器U8A的反向输入端与其输出端之间连接有相并联的电阻R49和电容C18，所述运算放大器U8B的反向输入端与其输出端之间连接有相并联的电阻R53和电容C19，所述运算放大器U8C的反向输入端与其输出端之间连接有相并联的电阻R54和电容C20；

所述的整形选通电路包括有第一、二、三整形电路和差动比较器UC10、UC11、UC12，所述的第一、二、三整形电路分别为由电阻R10与电容C14、电阻R19与电容C15和电阻R20与电容C16组成的RC电路，第一、二、三整形电路的输入端分别对应与所述运算放大器U8A、U8B、U8C的输出端相连接，第一、二、三整形电路的输出端分别与所述差动比较器UC10、UC11、UC12的反向输入端对应相连接，所述差动比较器UC10、UC11、UC12的输出端分别与所述信号隔离电路的输入端相连接，所述差动比较器UC10、UC11、UC12的正向输入端分别连接有比较器正向反馈网络；

所述的信号隔离电路包括有光耦U10、U11、U12，所述光耦U10、U11、U12的输入端分别对应与所述差动比较器UC10、UC11、UC12的输出端相连接，光耦U10、U11、U12的输出端分别与所述报警信号输出电路的输入端相连接，所述报警信号输出电路的输出端连接报警电路，或与所述MCU的信号输入端相连接。

所述的变频风机低速运行故障检测报警电路，其特征在于：所述差动比较器UC10的正向反馈网络包括有电位器W2、电阻R67、R71，其中电位器W2和电阻R67相串联后连接在所述差动比较器UC10的正向输入端与其输出端之间，电阻R71一方面与所述差动比较器UC10的正向输入端相连接，另一方面接地；所述运算放大器UC11的正向反馈网络包括有电位器W3、电阻R68、R72，其中电位器W3和电阻R68相串联后连接在所述差动比较器UC11的正向输入端与其输出端之间，电阻R72一方面与所述差动比较器UC11的正向输入端相连接，另一方面接地；所述运算放大器UC12的正向反馈网络包括有电位器W4、电阻R69、R73，其中电位器W4和电阻R69相串联后连接在所述差动比较器UC12的正向输入端与其输出端之间，电阻R73一方面与所述差动比较器UC12的正向输入端相连接，另一方面接地。

本发明的有益效果：

本发明利用现有普通的电子元件组成简单的电路，能够实现在变频器的这种特定设备工作环境中检测输出微小电流，并输出稳定的方波信号，由于采用市面上常用的电子元件，因此具有成本低、工作稳定的特点，并且在变频器低至5％的频率下能检测电流并稳定输出信号，保证了在任何速度运行状态下的风机均能得到可靠的监控，大大降低了因风机故障对现场产生的损害。

附图说明

图1为本发明电路结构原理框图。

图2为本发明电路原理图。

图3为本发明信号采集电路原理图。

图4为本发明整流电路和信号处理放大电路原理图。

图5为本发明整形选通电路原理图。

图6为本发明信号隔离电路原理图。

具体实施方式

参见图1，一种变频风机低速运行故障检测报警电路，包括有变频器、风机、MCU、信号采集电路、整流电路、信号处理放大电路、整形选通电路、信号隔离电路和报警信号输出电路，信号采集电路的输入端连接在变频器与风机之间连接的线路中，信号采集电路的输出端与信号处理放大电路的输入端相连接，信号处理放大电路的输出端与整形选通电路的输入端相连接，整形选通电路的输出端与信号隔离电路的输入端相连接，信号隔离电路的输出端与报警信号输出电路的输入端相连接，报警信号输出电路的输出端连接报警电路，或与MCU的信号输入端相连接。

信号采集电路采集风机三相电中各相电流信号，经过整流电路将交流电流信号转换成直流信号，然后经过信号处理放大电路的放大处理，然后经过整形选通电路的整形、滤波和选通放大，然后经过信号隔离电路的光耦隔离，最后输出到报警信号输出电路，驱动报警电路或输出到MCU进行处理。

参见图1、2、3，信号采集电路包括有电流互感器T1、T2、T3，电流互感器T1、T2、T3的二个初级接线端分别连接在变频器与风机之间连接的三相线路中，电流互感器T1、T2、T3的二个次级接线端分别与信号处理放大电路的输入端相连接，电流互感器T1的二个次级接线端之间串联有稳压二极管Z1、Z2，电流互感器T2的二个次级接线端之间串联有稳压二极管Z3、Z4，电流互感器T3的二个次级接线端之间串联有稳压二极管Z5、Z6，稳压二极管Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6主要是抑制采集信号尖峰。

参见1、2、4，整流电路包括有第一、二、三整流电路，第一、二、三整流电路分别由二极管D7与D8、二极管D17与D20、二极管D18与D21组成，第一、二、三整流电路的二个输入端分别对应与电流互感器T1、T2、T3的二个次级接线端相连接；

信号处理放大电路包括有运算放大器U8A、U8B、U8C，运算放大器U8A、U8B、U8C的反向输入端和正向输入端分别对应与第一、二、三整流电路的二个输出端相连接，运算放大器U8A、U8B、U8C的输出端分别与整形选通电路的输入端相连接，运算放大器U8A的反向输入端与其输出端之间连接有相并联的电阻R49和电容C18，运算放大器U8B的反向输入端与其输出端之间连接有相并联的电阻R53和电容C19，运算放大器U8C的反向输入端与其输出端之间连接有相并联的电阻R54和电容C20，吸收尖峰高频。

参见图1、2、5，整形选通电路包括有第一、二、三整形电路和差动比较器UC10、UC11、UC12，差动比较器UC10、UC11、UC12具有选通功能，第一、二、三整形电路分别为由电阻R10与电容C14、电阻R19与电容C15和电阻R20与电容C16组成的RC电路，第一、二、三整形电路的输入端分别对应与运算放大器U8A、U8B、U8C的输出端相连接，第一、二、三整形电路的输出端分别与差动比较器UC10、UC11、UC12的反向输入端对应相连接，差动比较器UC10、UC11、UC12的输出端分别与信号隔离电路的输入端相连接，差动比较器UC10、UC11、UC12的正向输入端分别连接有比较器正向反馈网络；

差动比较器UC10的正向反馈网络包括有电位器W2、电阻R67、R71，其中电位器W2和电阻R67相串联后连接在差动比较器UC10的正向输入端与其输出端之间，电阻R71一方面与差动比较器UC10的正向输入端相连接，另一方面接地；运算放大器UC11的正向反馈网络包括有电位器W3、电阻R68、R72，其中电位器W3和电阻R68相串联后连接在差动比较器UC11的正向输入端与其输出端之间，电阻R72一方面与差动比较器UC11的正向输入端相连接，另一方面接地；运算放大器UC12的正向反馈网络包括有电位器W4、电阻R69、R73，其中电位器W4和电阻R69相串联后连接在差动比较器UC12的正向输入端与其输出端之间，电阻R73一方面与差动比较器UC12的正向输入端相连接，另一方面接地。

差动比较器UC10、UC11、UC12将前端放大的采样信号变成方波脉冲信号，以差动比较器UC10为例，电阻R71、电阻R67以及电位器W2组成比较器的正向反馈网络，由于选通均接正电源，输出为正脉冲，差动比较器UC11、UC12同样，差动比较器UC10、UC11、UC12共同完成三相信号的采集。

参见图1、2、6，信号隔离电路包括有光耦U10、U11、U12，光耦U10、U11、U12的输入端分别对应与差动比较器UC10、UC11、UC12的输出端相连接，光耦U10、U11、U12的输出端分别与报警信号输出电路的输入端相连接，报警信号输出电路的输出端连接报警电路，或与MCU的信号输入端相连接。

整形选通电路采集到方波脉冲信号，经过放大变相成低电平驱动光耦U10、U11、U12，信号隔离电路能有效隔离前端模拟信号对后端驱动信号的干扰。

Claims

1.一种变频风机低速运行故障检测报警电路，包括有变频器、风机、MCU、信号采集电路、整流电路、信号处理放大电路、整形选通电路、信号隔离电路和报警信号输出电路，其特征在于：所述信号采集电路的输入端连接在变频器与风机之间连接的线路中，信号采集电路的输出端与所述信号处理放大电路的输入端相连接，所述信号处理放大电路的输出端与所述整形选通电路的输入端相连接，所述整形选通电路的输出端与所述信号隔离电路的输入端相连接，所述信号隔离电路的输出端与所述报警信号输出电路的输入端相连接，所述报警信号输出电路的输出端连接报警电路，或与所述MCU的信号输入端相连接。

2.根据权利要求1所述的变频风机低速运行故障检测报警电路，其特征在于：所述的信号采集电路采集风机三相电中各相电流信号，经过所述整流电路将交流电流信号转换成直流信号，然后经过所述信号处理放大电路的放大处理，然后经过所述整形选通电路的整形、滤波和选通放大，然后经过所述信号隔离电路的光耦隔离，最后输出到所述报警信号输出电路，驱动报警电路或输出到所述MCU进行处理。

3.根据权利要求1所述的变频风机低速运行故障检测报警电路，其特征在于：所述的信号采集电路包括有电流互感器T1、T2、T3，所述电流互感器T1、T2、T3的二个初级接线端分别连接在变频器与风机之间连接的三相线路中，电流互感器T1、T2、T3的二个次级接线端分别与所述信号处理放大电路的输入端相连接，所述电流互感器T1的二个次级接线端之间串联有稳压二极管Z1、Z2，所述电流互感器T2的二个次级接线端之间串联有稳压二极管Z3、Z4，所述电流互感器T3的二个次级接线端之间串联有稳压二极管Z5、Z6；

4.根据权利要求3所述的变频风机低速运行故障检测报警电路，其特征在于：所述差动比较器UC10的正向反馈网络包括有电位器W2、电阻R67、R71，其中电位器W2和电阻R67相串联后连接在所述差动比较器UC10的正向输入端与其输出端之间，电阻R71一方面与所述差动比较器UC10的正向输入端相连接，另一方面接地；所述运算放大器UC11的正向反馈网络包括有电位器W3、电阻R68、R72，其中电位器W3和电阻R68相串联后连接在所述差动比较器UC11的正向输入端与其输出端之间，电阻R72一方面与所述差动比较器UC11的正向输入端相连接，另一方面接地；所述运算放大器UC12的正向反馈网络包括有电位器W4、电阻R69、R73，其中电位器W4和电阻R69相串联后连接在所述差动比较器UC12的正向输入端与其输出端之间，电阻R73一方面与所述差动比较器UC12的正向输入端相连接，另一方面接地。