CN107907831B - 绕组温度检测电路、温度检测控制系统及温度检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种绕组温度检测电路、温度检测控制系统及温度检测仪。该绕组温度检测电路包括：隔离电路以及检测电路；隔离电路的输入端与待检测绕组连接，输出端与检测电路连接，隔离电路的输入端与输出端连接，用于阻止加载在待检测绕组上的交流电压输出至检测电路，并允许来自检测电路的直流电源通过隔离电路加载到待检测绕组上，将隔离电路和待检测绕组变换为相应的等效电阻；检测电路用于检测等效电阻的电阻值变化，并输出相应的电压信号。该电路隔离了交流电机在工作时加载至检测电路的交流强电，同时检测电路的直流电压可以通过隔离电路加载至交流电机绕组，从而实现了对交流电机的实时在线温升测试，准确度高。
Description
技术领域
本发明涉及检测设备技术领域，特别是涉及一种绕组温度检测电路、温度检测控制系统及温度检测仪。
背景技术
电机的使用寿命、稳定性等均与工作温度之间存在密切的联系。因此，“温升”是反映电机负荷、发热状况、产品设计的合理性、质量优劣以及使用寿命的重要运行参数。
为了保证电机能够安全、合理的使用，需要监视和测量电机产品在使用过程中的温度变化，进行相应的测试。现有针对电机中绕组的常规测试方法通常包括热电偶测试法和静态电阻间接测试法两种。
使用热电偶测试法时，可以选择取样点的数量有限，无法真实的反映电机的整体运行状态。而且，测试的是表面温度，测试结果容易受环境温度影响。
虽然使用静态电阻间接测试法可以克服热电偶测试法存在的问题，但是其需要设备在停机状态下进行，无法实时在线测试，反映电机的实时运行状况。测试的结果容易受到环境因素和测试时间间隔的影响，尤其对于断开后温度下降很快的电机，测试结果准确性非常低。
发明内容
本发明实施例主要解决的技术问题是：交流电机绕组的温升测试结果不够准确。
为解决上述技术问题，本发明实施例一方面提供一种绕组温度检测电路。所述绕组温度检测电路包括：隔离电路以及检测电路；
所述隔离电路的输入端与待检测绕组连接，输出端与所述检测电路连接，所述隔离电路的输入端与输出端连接，用于阻止加载在待检测绕组上的交流电压输出至检测电路，并允许来自所述检测电路的直流电源通过所述隔离电路加载到所述待检测绕组上，将隔离电路和待检测绕组变换为相应的等效电阻；
所述检测电路用于检测所述等效电阻的电阻值变化，并输出跟随所述等效电阻的电阻值变化的电压信号；
其中，所述等效电阻的电阻值与所述待检测绕组的温度对应；所述电压信号被用于计算所述等效电阻的电阻值，从而检测所述待检测绕组的温度。
可选的，所述隔离电路包括：具有磁耦合的第一线圈和第二线圈；所述第一线圈和第二线圈的匝数和同名端相同；
所述第一线圈和第二线圈的同名端分别与所述待检测的绕组的一端连接；所述第一线圈的异名端与所述待检测绕组的另一端连接；
所述第一线圈和第二线圈的异名端形成所述隔离电路的输出端，并连接至检测电路，所述等效电阻为所述隔离电路的输出端之间形成的电阻。
可选的，所述隔离电路为变压器、一对同芯电感线圈或者扼流圈。
可选的，还包括：过压保护电路；所述过压保护电路与所述隔离电路的输出端连接，用于消除在所述隔离电路的输出端输出的浪涌电压。
可选的，所述过压保护电路包括瞬态二极管；所述瞬态二极管的正极与所述第二线圈的异名端连接；所述瞬态二极管的负极与所述第一线圈的异名端连接并接地。
可选的，所述检测电路包括：第一电阻、第二电阻，以及第三电阻；
所述第一电阻的一端与所述第二线圈的异名端连接，所述第一电阻的一端还形成第一输出脚；所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端还与所述直流电源连接；
所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端还形成第二输出脚；所述第三电阻的另一端与所述第一线圈的异名端连接并接地；
所述第一电阻、第二电阻、第三电阻以及所述等效电阻组成桥式电路；
在所述等效电阻的电阻值不变时，保持所述桥式电路平衡；在所述等效电阻的电阻值发生变化时，破坏所述桥式电路平衡，从所述第一输出脚和所述第二输出脚输出跟随所述等效电阻的电阻值变化的电压信号。
可选的，所述温度检测电路还包括：基于运算放大器的信号放大单元以及电容滤波单元；
所述信号放大单元包括与所述第一输出脚和所述第二输出脚对应设置的信号接收端，所述信号放大单元用于放大所述电压信号；所述电容滤波单元用于滤除在所述电压信号放大过程中产生的干扰纹波信号。
可选的，所述信号放大单元包括：运算放大器、第二电容以及第八电阻；
所述运算放大器的反相输入端和正相输入端形成所述信号接收端，用于接收所述电压信号；
所述运算放大器的反相输入端通过第二电容与所述运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的反相输入端还通过第八电阻与所述运算放大器的输出端连接。
可选的，所述电容滤波单元包括：第七电阻、第九电阻、第三电容以及第四电容；
所述第七电阻一端与所述运算放大器的正相输入端连接，另一端接地；所述第三电容的一端与所述运算放大器的正相输入端连接，另一端接地；
所述第九电阻一端与所述运算放大器的输出端连接，另一端形成所述检测信号输出端；所述第九电阻的另一端还通过第四电容接地。
可选的，所述信号放大单元还包括第四电阻和第五电阻；
所述第四电阻连接于所述第二输出脚与所述运算放大器的反相输入端之间，用于限制输入所述运算放大器的反相输入端的电流；
所述第五电阻连接于所述第一输出脚与所述运算放大器的正相输入端之间，用于限制输入所述运算放大器的正相输入端的电流。
可选的，还包括开路保护电路；所述开路保护电路与所述检测电路的第一输出脚和放大电路的正向输入端连接，用于在电机开路或断线时导通，将所述第一输出脚输出的电源电压拉低到地，令所述信号放大电路的信号接收端为低电平。
可选的，所述开路保护电路包括：第六电阻和三极管；
所述三极管的基极通过第六电阻与所述第一输出脚连接，所述三极管的集电极与所述运算放大器的正向输入端连接，所述三极管的发射极接地。
为解决上述技术问题，本发明另一实施例提供一种交流电动机温度检测控制系统，包括上述任一项所述的绕组温度检测电路以及控制器；
所述控制器与所述绕组温度检测电路连接，获取所述温度检测电路输出的电压信号，并且根据所述电压信号，发出对应的控制指令。
可选的，还包括检测端子以及通信模块；
所述检测端子用于连接待检测绕组和所述绕组温度检测电路；所述绕组温度检测电路的检测电路与所述通信模块连接，向所述通信模块输出所述电压信号。
为解决上述技术问题，本发明再一实施例提供一种温度检测仪，包括上述任一项所述的绕组温度检测电路、控制器以及显示装置；
所述控制器与所述绕组温度检测电路连接；所述控制器根据所述检测电路输出的电压信号计算所述待检测绕组对应的温度；
所述显示装置与所述控制器连接，显示所述温度。
所述检测端子用于与待检测绕组连接，所述绕组温度检测电路的隔离电路的输入端与所述检测端子连接；所述控制器与所述绕组温度检测电路的检测电路连接；所述控制器根据所述检测电路输出的电压信号，计算所述待检测绕组对应的温度；所述显示装置与所述控制器连接，显示所述温度。
本发明实施例的绕组温度检测电路，隔离了交流电机在工作时加载至检测电路的交流强电，同时检测电路的直流电压可以通过隔离电路加载至交流电机绕组，从而实现了对交流电机的实时在线温升测试，能够全面、真实的反映交流电机的实时运行情况。基于该绕组温度检测电路获得的温升测试结果是交流电机运行过程中的实时温度数据，准确度高。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为电容运转式单相异步电动机的电机绕组示意图；
图2为定子绕组为星形连接的三相异步电动机的电机绕组示意图；
图3为图1和图2所示的电机绕组的等效电阻示意图；
图4为本发明实施例的绕组温度检测电路的应用环境示意图；
图5为本发明实施例的绕组温度检测电路的电流框图；
图6为本发明实施例的绕组温度检测电路的电路原理图；
图7为本发明实施例的等效电阻的阻抗等效变换的等效电路示意图。
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。
交流电机是电器产品中的非常重要的部件，其主要作为动力驱动装置，广泛的应用各种类型的电器产品中。为了保证电器产品的正常运行或者运转，交流电机在运行过程中的温度变化是其中非常重要的技术参数指标。
在实际应用中的交流电机具体具有多种不同的类型。一般的，可以分为单相电机和三相电机两大类。图1和图2所示的为惯常使用，比较常见的几种交流电机的电机绕组示意图。
其中，图1所示为电容运转式单相异步电动机。图2是定子绕组为星形连接的三相异步电动机。根据图1和图2所示的，可以看出在电机绕组的A、B两端的直流电阻为直流从A端到B端所经过电机绕组的直流电组,其可以等效为一个相应的等效电阻。
在本实施例中，以“等效电阻”表示与电机绕组的直流电阻值相等的一个虚构的电阻。图3为所述等效电阻在A端和B端之间的示意图。如图3所示，在电路原理图中，电机绕组的等效电阻可以由连接在A端和B端之间的电阻Rx表示。
由于交流电机在运行过程中会出现温度上升的情况，等效电阻Rx会相应的跟随温度发生改变。因此，基于电阻-温度之间的变化关系公式，可以通过等效电阻的电阻值变化来计算交流电机的电机绕组温度，从而确定交流电机的温升。
例如，可以通过如下公式根据电阻值变化情况计算对应的温度变化情况：Δt＝(R2-R1)/R1(k+t_1)-(t_2-t_1)。
其中，Δt为电机绕组的温升；R1为初始时刻等效电阻的电阻值；R2为温度平衡时刻等效电阻的电阻值；k为绕组系数，由绕组的材质所决定，例如铜绕组的k值为234.5，铝绕组的k值为225。t_1为初始时刻的室温；t_2为温度平衡时刻的室温。
在交流电机的带电运行过程中，由于交流电机中接入了交流强电，而静态电阻检测方法通常是基于低压的直流电路完成的。因此，在存在交流强电时，无法在交流电机中接入现有的静态电阻检测电路来进行静态电阻的电阻值检测，只能在交流电机断开后才能进行，导致了检测结果不准确等一系列问题。
而为了避免电机断电测试导致的一系列问题，可以使用本发明实施例提供的绕组温度检测电路进行电机绕组的电阻值测试，实现对于交流电机的实时在线检测。
图4为本发明实施例提供的，绕组温度检测电路的应用环境。如图4所示，在该应用环境中包括：交流电源10、电器产品20、绕组温度检测电路30、控制器40、通信模块50、云端平台60、用户终端70以及网络80。
交流电源10具体可以是符合不同标准的交流电压以及工频交流电，供电器产品20接入，用于为电器产品20提供电能。交流电源10的电压和频率具体根据产品实际需要的额定电压和频率范围所决定。例如，220V50HZ、240V50HZ或者120V60HZ。
电器产品20是任何类型的家用或者工用的电器设备。在电器产品20中至少包括用于提供动力的交流电机21以及用于控制交流电机的电机驱动电路22。所述电器产品20还可以具有其它合适的硬件设备模块，用以实现一种或者多种不同的功能，例如机壳、传动变速箱等。
所述交流电机21具体可以是任何合适类型的电机，例如图2或者图3所示的交流电机。在电器产品20的运行过程中，交流电机21的工作温度是非常重要的技术指标。在工作温度过高的情况下，交流电机21的绕组会容易出现绝缘性能下降，加速老化等问题。
所述电机驱动电路22是用于切换交流电机的供电状态的开关装置，例如，按键开关、继电器、可控硅器件(如双向晶闸管)。其可以根据控制信号或者用户指令，选择切断交流电机的电源或者令交流电机接通。
绕组温度检测电路30是一个用于进行绕组电阻值检测的低压直流电的模拟电路。该绕组温度检测电路30与交流电机21的待检测绕组连接，输出跟随绕组电阻值变化的检测信号。在本实施例中，所述绕组温度检测电路30作为一个功能模块，整合在电器产品20的内部，为电器产品20提供绕组温度检测功能。
在另一些实施例中，所述绕组温度检测电路30也可以独立于所述电器产品20设置，设置相应的外壳和交互装置后，作为温度检测仪使用，用于检测多个不同的电器产品20的绕组温度。
所述控制器40可以是任何类型的，具有一定逻辑运算能力的芯片或者集成电路。所述控制器40与所述绕组温度检测电路30连接，接收来自绕组温度检测电路30的检测信号，并据此计算相应的温度，输出最终的温度检测结果。所述控制器40还可以包括至少一个存储器，存储有温度检测的计算方法，在需要时由控制器40调用。
在一些实施例中，所述控制器40可以为电器产品的主控制板，所述绕组温度检测电路30作为一个检测传感器，向主控制板提供相应的采样参数使电器产品的主控制板具备相应的绕组温升检测功能。
所述通信模块50是用于建立控制器40或者绕组温度检测电路30与外界通信连接的硬件功能模块。其具体可以基于多种不同通信方式选择对应的硬件模组。例如，所述通信模块50可以是WiFi模组、蓝牙模组、GPRS通信模块等。
在一些实施例中，所述绕组温度检测电路30、控制器40以及通信模块50可以组合形成一个独立的检测终端，用于电器产品的交流电机绕组的温度检测。在另一些实施例中，所述绕组温度检测电路30、控制器40以及通信模块50也可以作为一个功能模组或者温度检测芯片，整合在交流电机或者电器产品中，实现电器产品的温度自动监控。
所述云端平台60可以是用于提供一种或者多种应用服务的电子计算平台。所述云端平台60由服务器提供硬件支持，通过网络80获取来自绕组温度检测电路30的检测信号。所述云端平台60还进一步的可以通过网络80向用户终端70推送相应的电器产品的温度检测结果，在温度过高时发挥提醒作用，用以确保电器产品的安全运行。
在本应用环境中，所述绕组温度检测电路30、控制器40以及通信模块50、云端平台60以及用户终端70可以组成智能家居中的有机组成部分，提供相应的电器安全功能。云端平台60可以持续的记录家中各个电器产品的温升参数。用户可以通过用户终端70调用或者查看相关的温升参数信息。
进一步的，所述云端平台60还可以支持更智能化的功能，例如，将温升参数以自动传送的方式，推送到用户终端70中。或者当电器产品20的绕组温度上升到设定阈值时，自动推送报警信息或者启动关机保护功能，控制电器产品20自动关机，保护电器产品20的运行安全。
图5为本发明实施例提供的绕组温度检测电路30的功能框图。如图5所示，所述绕组温度检测电路30具体包括：隔离电路31和检测电路32。
隔离电路31的输入端与待检测绕组M连接，输出端与所述检测电路32连接，所述隔离电路31的输入端与输出端连接，用于阻止加载在待检测绕组M上的交流电压输出至检测电路32，并允许来自所述检测电路32的直流电源通过所述隔离电路31加载到所述待检测绕组M上，将隔离电路31和待检测绕组M变换为相应的等效电阻。
检测电路32用于检测所述等效电阻的电阻值变化，并输出跟随所述等效电阻的电阻值变化的电压信号。
其中，所述等效电阻的电阻值与所述待检测绕组M的温度对应；所述电压信号被用于计算所述等效电阻的电阻值，从而检测所述待检测绕组M的温度。
一方面，由于在交流电机工作时，加载在绕组上的交流电源会破坏和干扰进行等效电阻的电阻值检测的模拟电路。通过隔离电路31可以隔离加载在待检测绕组M上的交流电源，从而使实时在线的检测等效电阻的电阻值成为可能。
另一方面，在隔离电路31的输入端和输出端连接，加载相应的直流电源以后，检测电路可以通过隔离电路将直流电压加载到待检测绕组M上，进而可以将待检测绕组M变换为相应的等效电阻。
所述隔离电路31具体可以采用基于感性线圈的电路结构来实现。如图6所示，所述隔离电路31可以包括：具有磁耦合的第一线圈310和第二线圈311。其中，所述第一线圈310和第二线圈311的匝数和同名端相同。
具体的，所述第一线圈310和第二线圈311具体可以是任何合适的电感线圈或者包含上述电感线圈的元器件。例如，所述第一线圈310和第二线圈311可以是初级线圈和次级线圈的匝数相同的变压器、一对相同的电感或者扼流圈等。
所述第一线圈310和第二线圈311的同名端与所述待检测的绕组M的一端连接。所述第一线圈310的异名端与所述待检测绕组M的另一端连接。
在本实施例中，以RL表示待测绕组对应的电阻。待测绕组的两端分别与交流电源的火线ACL和零线ACN(即交流电源的零电势中性点)连接，形成用于供隔离电路接入的端点A和端点B。
如图6所示，所述第一线圈310和第二线圈311的异名端形成隔离电路的输出端D和输出端E。隔离电路的输出端D和输出端E之间可以等效为与绕组相关的等效电阻Rx。
其中，图7为上述等效电阻Rx的阻抗等效变换的等效电路示意图。所述第一线圈310和第二线圈320对应的直流电阻值分别用R310和R320表示，所述待测绕组的直流电阻值用RL表示。如图7所示，直流电流在等效电路中的流向如箭头I所示。亦即，在输出端D和输出端E之间的等效电阻Rx是由R310和RL并联后，再与R320串联形成。
在本实施例中，由于所述第一线圈310和第二线圈311的匝数、内阻以及电感量等均相同，所述第一线圈310和第二线圈311的同名端也相同。因此，根据电磁感应原理，不论交流电源的火线ACL和零线ACN之间的压差和相位如何变化，隔离电路的输出端D和输出端E之间的相位能够始终保持相反而且两端的压差为0。
图6所示的隔离电路通过设置匝数和同名端相同的磁耦合线圈的方式，实现了交流隔离和阻抗变换的目的，后端的检测电路32可以接入到隔离电路的输出端D和输出端E，不会受到交流电源的干扰或者影响，可以实现交流电机的绕组的在线实时检测。
所述检测电路32连接于所述隔离电路31的后端，在安全的工作环境下检测所述等效电阻的电阻值变化。所述检测电路32输出的检测结果是跟随所述等效电阻的电阻值变化的电压信号。所述检测电路32可以是基于电流或者电压进行电阻值检测的电路，例如可以采用常用的电桥电路进行电阻值的检测。
具体的，如图6所示，所述检测电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2，以及第三电阻R3。
其中，所述第一电阻R1的一端与所述第二线圈311的异名端(即输出端E)连接，所述第一电阻R1的一端还形成第一输出脚c。所述第一电阻R1的另一端与所述第二电阻R2的一端连接，所述第一电阻R1的另一端还与所述直流电源VCC连接。
所述第二电阻R2的另一端与所述第三电阻R3的一端连接，所述第二电阻R2的另一端还形成第二输出脚d。所述第三电阻R3的另一端与所述第一线圈310的异名端(即输出端D)连接并接地。
在图6所示的检测电路中，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及等效电阻Rx组成了一个具有四个桥臂的典型电桥电路。该电桥电路具有ab和cd的两个对角端。其中，ab对角端与直流电源VCC连接，通过调节平衡该电桥电路，令交流电机的绕组在常温状态(非工作状态)在cd对角端输出的压差为0。
这样的，当交流电机工作一定时间，电机绕组的温度上升以后，电机绕组的内阻会发生相应的变化，进而导致等效电阻Rx发生变化。当等效电阻Rx的电阻值发生变化后，电桥电路的平衡将会被破坏，在bd对角端将输出跟随等效电阻Rx的电阻值变化的电压信号。亦即，在等效电阻的电阻值发生变化时，从所述第一输出脚c和所述第二输出脚d输出所述电压信号。
在一些实施例中，为了进一步的提高电桥电路的稳定性和检测结果的准确程度，所述直流电源VCC还可以通过滤波电容C1接地。通过增加滤波电容C1的方式滤除干扰信号。
在其中一个实施例中，参见图5，由于检测电路32输出的检测信号是较为微弱的电压信号，并不足以驱动微控制器或者其它类型的控制器进行电阻值计算。因此，需要通过放大电路33，将该电压信号放大一定的倍数后输出的电压信号作为检测信号，提供给控制器或者相应的逻辑计算单元。，所述放大电路33包括信号接收端Vin和检测信号输出端Vout。所述放大电路33的信号接收端接收所述放大电路用于通过信号接收端接收所述电压信号，并且在检测信号输出端输出放大后的电压信号作为检测信号。
当然，在一些实施例中，该放大电路33也可以被省略，作为独立的部件封装在外部电路中，温度检测电路可以只提供原始的，未经放大的信号。
所述放大电路33具体可以采用任何合适类型的电压放大电路，以实现电压信号的放大任务。例如，所述放大电路33可以是基于运算放大器的放大电路或者基于其它的半导体元件建立的放大电路。
在一些实施例中，为了电压信号的放大效果，尽可能的减少伴随放大过程产生的干扰信号，所述放大电路33具体可以由基于运算放大器的信号放大单元以及电容滤波单元组成。
所述信号放大单元包括与所述第一输出脚和所述第二输出脚对应设置的信号接收端，接收在对角端cd输出的电压信号，并通过运算放大器放大所述电压信号。所述电容滤波单元用于滤除在所述电压信号放大过程中产生的干扰纹波信号。
具体的，如图6所示，所述信号放大单元具体包括：运算放大器U1、第二电容C2以及第八电阻R8。
所述运算放大器的反相输入端1和正相输入端2分别与检测电路的对角端cd连接，用于接收由检测电路输出的电压信号。所述运算放大器的反相输入端通过第二电容C2与所述运算放大器的输出端3连接，所述运算放大器的反相输入端还通过第八电阻R8与所述运算放大器的输出端连接。
在本实施例中，由于所述检测电路采用的电桥电路需要在对角端加上直流电源VCC。因此，如图6所示，在绕组温度检测电路没有接入检测端或者隔离电路的输出端D和输出端E出现断线时，放大电路33的信号接收端将会被悬空。这样，直流电源VCC会直接加载在放大电路33的信号接收端上，从而导致放大电路33的检测信号输出端输出一个非常高的电压信号，造成后续电路损坏等的问题。
此外，当交流电机出于开路或断线时，由于交流电机绕组的电流不能突变，其产生较大的感应电势，通过检测电路加载到放大电路，同样可能会导致相同的问题。
为了避免上述问题，在一些实施例中，如图5所示，所述绕组温度检测电路还可以包括：开路保护电路34。所述开路保护电路34用于在开路时，保持所述放大电路的信号接收端处于低电平状态。
该开路保护电路34具体可以采用任何合适的，具有高压时导通，低压时截止的特性的模拟开关电路来实现。例如，基于MOS管或者三极管实现的开路保护电路。
具体的，如图6所示，所述开路保护电路具体可以包括：第六电阻R6和三极管Q1。
所述三极管Q1的基极通过第六电阻R6与所述直流电源VCC连接，所述三极管Q1的集电极与所述信号接收端连接，所述三极管Q1的发射极接地。
当在绕组温度检测电路没有接入检测端或者隔离电路的输出端D和输出端E出现断线时，输出端E的电压为直流电源的电压VCC，通过第六电阻加载到三极管Q1的基极上，使得三极管Q1饱和导通。所述三极管Q1饱和导通后，放大电路33的信号接收端接地，拉低至低电平。
通过设置该开路保护电路，可以避免检测信号输出端输出电压过高的检测信号，损坏后端电路(例如控制器)的问题。
在一些实施例中，如图6所示，所述检测电路和运算放大器的反相输入端1和正相输入端2之间还可以分别串联连接有限流电阻以发挥限流作用。亦即，所述第一输出脚c可以通过第五电阻R5与所述运算放大器U1的同相输入端2连接；所述第二输出脚d则通过第四电阻R4与所述运算放大器U1的反相输入端连接。
在图6所示的运算放大单元中，第二电容C2是连接在反相输入端和输出端之间的反馈电容。所述运算放大单元对于电压的放大倍数由第八电阻R8和第四电阻R4的比值所决定。在实际应用过程中，可以根据实际情况，通过调整第八电阻R8和第四电阻R4的比值来调整电压信号的放大倍数。
请继续参阅图6，所述电容滤波单元可以包括：第七电阻R7、第九电阻R9、第三电容C3以及第四电容C4。
其中，所述第七电阻R7一端与所述运算放大器U1的正相输入端2连接，另一端接地。所述第三电容C3的一端与所述运算放大器U1的正相输入端2连接，另一端接地。所述第九电阻R9一端与所述运算放大器U1的输出端3连接，另一端形成所述检测信号输出端Vout。所述第九电阻R9的另一端还通过第四电容C4接地。
所述第三电容C3和第四电容C4用作滤波电容使用，可以滤除在放大过程中其它的干扰信号，确保在检测信号输出端Vout能够输出准确的检测信号，供后续的控制器40或者其它的逻辑计算单元计算相应的绕组温度变化。
由于本实施例的绕组温度检测电路是应用于在线实时检测的检测电路。因此，除了隔离交流电机工作时加载的交流强电外，还需要面对许多不同的复杂情况，例如面对交流电机运行过程中突然断开。为了进一步的确保绕组温度检测电路的可靠运行，提高抗冲击能力等，在一些实施例中，所述绕组温度检测电路还可以进一步的包括：过压保护电路35。
如图5所示，所述过压保护电路35与所述隔离电路的输出端连接，可以用于消除在所述隔离电路的输出端输出的浪涌电压。
所述浪涌电压是指一些由输出端D和输出端E之间输出的高压脉冲信号，例如是在交流电机启动瞬间或者交流电机的控制电路突然断开交流电机的瞬间，交流电机产生的反向电动势或者其它因交流电机内的容性或者感性元件产生的干扰。
该过压保护电路35可以在高压脉冲信号到来时，及时的将高压脉冲信号泄放到地，保护输出端D和输出端E及其检测电路。该过压保护电路35可以基于任何合适类型的模拟电路元件实现，在正常运行时处于断路状态，而在高压脉冲信号出现时，短路以吸收高压脉冲信号。
具体的，如图6所示，所述过压保护电路35可以选用瞬态二极管TVS。所述瞬态二极管的正极与所述第二线圈的异名端E连接；所述瞬态二极管的负极与所述第一线圈的异名端D连接并接地。
综上所述，绕组温度检测电路30基于线圈同名端巧妙的设置了实现成本较低的隔离电路31，可以很好的实现交流电机的工作电源与绕组温度检测电路30之间的隔离，令绕组温度检测电路31在线、实时的进行交流电机的绕组温度检测成为可能。而且，整个电路的电路面积较小，可以具有广泛的应用范围，既可以作为整合在交流电机内部的功能模块，使相应的交流电机或者电器产品具有相应的绕组温度检测功能，也可以作为独立的绕组温度检测仪使用。
通过以上的实施方式的描述，领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (14)
1.一种绕组温度检测电路，其特征在于，包括：隔离电路以及检测电路；
所述隔离电路的输入端与待检测绕组连接，输出端与所述检测电路连接，所述隔离电路的输入端与输出端连接，用于阻止加载在待检测绕组上的交流电压输出至检测电路，并允许来自所述检测电路的直流电源通过所述隔离电路加载到所述待检测绕组上，将隔离电路和待检测绕组变换为相应的等效电阻；
所述检测电路用于检测所述等效电阻的电阻值变化，并输出跟随所述等效电阻的电阻值变化的电压信号；
其中，所述等效电阻的电阻值与所述待检测绕组的温度对应；所述电压信号被用于计算所述等效电阻的电阻值，从而检测所述待检测绕组的温度；所述待检测绕组的两端分别与交流电源的火线和零线连接；
所述隔离电路包括：具有磁耦合的第一线圈和第二线圈；所述第一线圈和第二线圈的匝数和同名端相同；
所述第一线圈和第二线圈的同名端分别与所述待检测绕组的一端连接；所述第一线圈的异名端与所述待检测绕组的另一端连接；
所述第一线圈和第二线圈的异名端形成所述隔离电路的输出端，并连接至检测电路，所述等效电阻为所述隔离电路的输出端之间形成的电阻。
2.根据权利要求1所述的绕组温度检测电路，其特征在于，所述隔离电路为变压器、一对同芯电感线圈或者扼流圈。
3.根据权利要求1所述的绕组温度检测电路，其特征在于，还包括：过压保护电路；所述过压保护电路与所述隔离电路的输出端连接，用于消除在所述隔离电路的输出端输出的浪涌电压。
4.根据权利要求3所述的绕组温度检测电路，其特征在于，所述过压保护电路包括瞬态二极管；所述瞬态二极管的正极与所述第二线圈的异名端连接；所述瞬态二极管的负极与所述第一线圈的异名端连接并接地。
5.根据权利要求1所述的绕组温度检测电路，其特征在于，所述检测电路包括：第一电阻、第二电阻，以及第三电阻；
所述第一电阻的一端与所述第二线圈的异名端连接，所述第一电阻的一端还形成第一输出脚；所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端还与所述直流电源连接；
所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端还形成第二输出脚；所述第三电阻的另一端与所述第一线圈的异名端连接并接地；
所述第一电阻、第二电阻、第三电阻以及所述等效电阻组成桥式电路；
在所述等效电阻的电阻值不变时，保持所述桥式电路平衡；在所述等效电阻的电阻值发生变化时，破坏所述桥式电路平衡，从所述第一输出脚和所述第二输出脚输出跟随所述等效电阻的电阻值变化的电压信号。
6.根据权利要求5所述的绕组温度检测电路，其特征在于，所述温度检测电路还包括：基于运算放大器的信号放大单元以及电容滤波单元；
所述信号放大单元包括与所述第一输出脚和所述第二输出脚对应设置的信号接收端，所述信号放大单元用于放大所述电压信号；所述电容滤波单元用于滤除在所述电压信号放大过程中产生的干扰纹波信号。
7.根据权利要求6所述的绕组温度检测电路，其特征在于，所述信号放大单元包括：运算放大器、第二电容以及第八电阻；
所述运算放大器的反相输入端和正相输入端形成所述信号接收端，用于接收所述电压信号；
所述运算放大器的反相输入端通过第二电容与所述运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的反相输入端还通过第八电阻与所述运算放大器的输出端连接。
8.根据权利要求7所述的绕组温度检测电路，其特征在于，所述电容滤波单元包括：第七电阻、第九电阻、第三电容以及第四电容；
所述第七电阻一端与所述运算放大器的正相输入端连接，另一端接地；所述第三电容的一端与所述运算放大器的正相输入端连接，另一端接地；
所述第九电阻一端与所述运算放大器的输出端连接，另一端形成检测信号输出端；所述第九电阻的另一端还通过第四电容接地。
9.根据权利要求6所述的绕组温度检测电路，其特征在于，所述信号放大单元还包括第四电阻和第五电阻；
所述第四电阻连接于所述第二输出脚与所述运算放大器的反相输入端之间，用于限制输入所述运算放大器的反相输入端的电流；
所述第五电阻连接于所述第一输出脚与所述运算放大器的正相输入端之间，用于限制输入所述运算放大器的正相输入端的电流。
10.根据权利要求6所述的绕组温度检测电路，其特征在于，还包括开路保护电路；所述开路保护电路与所述检测电路的第一输出脚和放大电路的正向输入端连接，用于在电机开路或断线时导通，将所述第一输出脚输出的电源电压拉低到地，令所述信号放大单元的信号接收端为低电平。
11.根据权利要求10所述的绕组温度检测电路，其特征在于，所述开路保护电路包括：第六电阻和三极管；
所述三极管的基极通过第六电阻与所述第一输出脚连接，所述三极管的集电极与所述运算放大器的正向输入端连接，所述三极管的发射极接地。
12.一种交流电动机温度检测控制系统，其特征在于，包括如权利要求1-11任一所述的绕组温度检测电路以及控制器；
所述控制器与所述绕组温度检测电路连接，获取所述温度检测电路输出的电压信号，并且根据所述电压信号，发出对应的控制指令。
13.根据权利要求12所述的交流电动机温度检测控制系统，其特征在于，还包括检测端子以及通信模块；
所述检测端子用于连接待检测绕组和所述绕组温度检测电路；所述绕组温度检测电路的检测电路与所述通信模块连接，向所述通信模块输出所述电压信号。
14.一种温度检测仪，其特征在于，包括如权利要求1-11任一所述的绕组温度检测电路、控制器以及显示装置；
所述控制器与所述绕组温度检测电路连接；所述控制器根据所述检测电路输出的电压信号计算所述待检测绕组对应的温度；
所述显示装置与所述控制器连接，显示所述温度。
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