CN108196124A - 一种电机绕组绝缘电阻在线检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机绕组绝缘电阻在线检测系统，包括高频高压电源模块、模拟信号采集模块、A/D转换模块及处理器模块，高频高压电源模块及模拟信号采集模块分别与被测的绝缘介质相连，模拟信号采集模块的输出端经A/D转换模块与处理器模块相连，所述处理器模块的输出端与高频高压电源模块相连；高频高压电源模块用于为系统提供电源，模拟信号采集模块用于采集被测的绝缘介质的绝缘电阻值，并经A/D转换器转换后，输入处理器模块进行处理。发明结构简单，操作方便，能够对不同的电机绕组的绝缘电阻值进行检测，从而提高电机的生产能力，保证电机安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及电机检测领域，尤其涉及一种电机绕组绝缘电阻在线检测系统。
背景技术
电机是国民经济生产中使用最广泛的机电设备之一，它制约着工业生产的各个环节，而绕组又是电机的“心脏”，其匝间绝缘性能的优劣直接决定了电机的寿命。绕组的微孔和薄层间隙容易吸潮，影响绝缘电阻，并使绝缘导热性变差，由于存在空隙，氧或其他腐蚀性气体与绕组接触面积加大，导致氧化和腐蚀，在电场作用下绝缘中的空气容易电离引起击穿。因此，在电机生产过程中对电机绕组进行绝缘处理，能够将绕组中所含潮气驱除，经绝缘处理后可以提高电机的电气性能、耐潮性能、导热性能、力学性能以及绕组的化学稳定性性能。电机绕组的绝缘层在使用一段时间后会出现老化，因此在使用过程中需要定期对电机绕组的绝缘电阻进行检测，保证电机安全稳定运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电机绕组绝缘电阻在线检测系统，能够对电机绕组的绝缘电阻值进行检测，从而提高电机的生产能力，保证电机安全稳定运行。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种电机绕组绝缘电阻在线检测系统，包括高频高压电源模块、模拟信号采集模块、A/D转换模块及处理器模块，高频高压电源模块及模拟信号采集模块分别与被测的绝缘介质相连，模拟信号采集模块的输出端经A/D转换模块与处理器模块相连，所述处理器模块的输出端与高频高压电源模块相连。
优选地，所述高频高压电源模块包括依次相连的工作电源、PWM电路、功率驱动电路、高频变压器及倍压整流电路，工作电源分别与PWM电路、功率驱动电路及高频变压器相连，工作电源用于供电，PWM电路用于产生方波波形，功率驱动电路用于驱动POSFET工作，高频变压器用于将电能从原边传递到副边，倍压整流电路用于将高频变压器副边输出的电压整流成高压后给后续的分压电路。
优选地，所述PWM电路采用脉宽调制器，所述脉宽调制器第一反向输入端经第一电容接地，第一电容两端并联有第二电容，脉宽调制器的误差放大器输出端经第一电阻与脉宽调制器的第一反向输入端相连，脉宽调制器的误差放大器输出端还经第三电容与脉宽调制器的接地端相连，所述脉宽调制器的死区时间设置端经第二电阻与脉宽调制器的接地端相连，脉宽调制器的第一频率设置端和第二频率设置端分别经第四电容及第三电阻与脉宽调制器的接地端相连，脉宽调制器的死区时间设置端经第五电容与脉宽调制器的工作方式选择端相连，脉宽调制器的基准电压输出端经第四电阻与脉宽调制器的第二反向输入端相连，脉宽调制器的基准电压端还经第六电容接地，脉宽调制器的第二反向输入端经第五电阻接地，所述脉宽调制器的本机电源端与脉宽调制器的C2端与脉宽调制器的电源端相连，脉宽调制器的电源端连接电源，脉宽调制器的电源端还经第七电容接地，第七电容两端并联有第八电容，所述脉宽调制器的第一输出端经第六电阻接地，脉宽调制器的第二输出端与功率驱动电路相连。
优选地，所述高频高压电源模块还包括保护电路，所述保护电路与脉宽调制器相连，脉宽调制器的第一正向输入端经第七电阻接地，第七电阻两端并联有第一二极管，脉宽调制器的第一正向输入端还依次经第八电阻、第九电阻及第十电阻与脉宽调制器的第二正向输入端相连，第八电阻与第九电阻的公共端依次经第九电容及第十一电阻与脉宽调制信号的第二正向输入端相连，所述第八电阻与第九电阻的公共端还依次经第二二极管及第十电容与变压器副边的一端相连，第二二极管与第十电容的公共端经第三二极管及第十一电容与变压器副边的另一端相连，所述第十一电容与第三二极管的公共端经第四二极管与变压器副边的一端相连，变压器的原边连接电源。
优选地，所述模拟信号采集模块采用射随器，所述射随器的正相输入端与被测的绝缘介质相连，射随器的反相输入端与射随器的输出端相连，射随器的输出端经A/D转换器与处理器模块相连。
优选地，所述处理器模块采用单片机。
本发明通过模拟信号采集模块采集被测的绝缘介质的绝缘电阻值，经A/D转换器转换后输入单片机进行处理，从而得到被测的绝缘介质的绝缘电阻值；同时，根据被测的绝缘材料的阻值的不同，利用高频高压电源模块调节输出的电压值，从而形成不同的PWM和保护电路，从而使系统能够满足各种绝缘电阻的测量需求。本发明结构简单，操作方便，能够对不同的电机绕组的绝缘电阻值进行检测，从而提高电机的生产能力，保证电机安全稳定运行。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明所述高频高压电源模块的原理框图；
图3为本发明所述PWM电路的电路原理图；
图4为本发明所述保护电路的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1至图4所示，本发明所述的一种电机绕组绝缘电阻在线检测系统，包括高频高压电源模块、模拟信号采集模块、A/D转换模块及处理器模块，高频高压电源模块及模拟信号采集模块分别与被测的绝缘介质相连，模拟信号采集模块的输出端经A/D转换模块与处理器模块相连，所述处理器模块的输出端与高频高压电源模块相连；高频高压电源模块用于为系统提供电源，模拟信号采集模块用于采集被测的绝缘介质的绝缘电阻值，并经A/D转换器转换后，输入处理器模块进行处理。
高频高压电源模块包括依次相连的工作电源、PWM电路、功率驱动电路、高频变压器、倍压整流电路级保护电路，工作电源分别与PWM电路、功率驱动电路及高频变压器相连，倍压整流电路的输出端经保护电路与PWM电路相连，工作电源用于供电，PWM电路用于产生方波波形，功率驱动电路用于驱动POSFET工作，高频变压器用于将电能从原边传递到副边，倍压整流电路用于将高频变压器副边输出的电压整流成高压后给后续的分压电路，保护电路用于进行过压过流保护。
PWM电路采用脉宽调制器IC1，在本实施例中，脉宽调制器IC1采用TL594电压驱动型脉宽调制器，脉宽调制器IC1第一反向输入端（2引脚）经第一电容C1接地，第一电容C1两端并联有第二电容C2，脉宽调制器IC1的误差放大器输出端（3引脚）经第一电阻R1与脉宽调制器IC1的第一反向输入端（2引脚）相连，脉宽调制器IC1的误差放大器输出端（3引脚）还经第三电容C3与脉宽调制器IC1的接地端（7引脚）相连，脉宽调制器IC1的死区时间设置端（4引脚）经第二电阻R2与脉宽调制器IC1的接地端（7引脚）相连，脉宽调制器IC1的第一频率设置端（5引脚）和第二频率设置端（6引脚）分别经第四电容C4及第三电阻R3与脉宽调制器IC1的接地端（7引脚）相连，脉宽调制器IC1的死区时间设置端（4引脚）还经第五电容C5与脉宽调制器IC1的工作方式选择端（13引脚）相连，脉宽调制器IC1的基准电压输出端（14引脚）经第四电阻R4与脉宽调制器IC1的第二反向输入端（15引脚）相连，脉宽调制器IC1的基准电压端（14引脚）还经第六电容C6接地，脉宽调制器IC1的第二反向输入端（15引脚）经第五电阻R5接地，脉宽调制器IC1的脉宽调制器IC1的C2端（11引脚）与脉宽调制器IC1的电源端（12引脚）相连，脉宽调制器IC1的电源端（12引脚）连接电源VCC，脉宽调制器IC1的电源端（12引脚）还经第七电容C7接地，第七电容两端并联有第八电容C8，脉宽调制器IC1的第一输出端（10引脚）经第六电阻R6接地，脉宽调制器IC1的第二输出端（9引脚）与功率驱动电路相连脉宽调制器IC1的第一正向输入端（1引脚）和第二正向输入端（16引脚）分别与保护电路相连。
脉宽调制器IC1的第一正向输入端（1引脚）经第七电阻R7接地，第七电阻R7两端并联有第一二极管D1，脉宽调制器IC1的第一正向输入端（1引脚）还依次经第八电阻R8、第九电阻R9及第十电阻R10与脉宽调制器IC1的第二正向输入端（16引脚）相连，第八电阻R8与第九电阻R9的公共端依次经第九电容C9及第十一电阻R11与脉宽调制器IC1的第二正向输入端（16引脚）相连，第八电阻R8与第九电阻R9的公共端还依次经第二二极管D2及第十电容C10与变压器T副边的一端相连，第二二极管D2与第十电容C10的公共端经第三二极管D3及第十一电容C11与变压器T副边的另一端相连，第十一电容C11与第三二极管D3的公共端经第四二极管D4与变压器T副边的一端相连，变压器T的原边连接电源。
模拟信号采集模块采用射随器，射随器的正相输入端与被测的绝缘介质相连，射随器的反相输入端与射随器的输出端相连，射随器的输出端经A/D转换器与处理器模块相连，处理器模块采用单片机。
本发明在工作时，首先由模拟信号采集模块采集被测的绝缘介质的绝缘电阻值，经A/D转换器转换后输入单片机进行处理，从而得到被测的绝缘介质的绝缘电阻值；同时，根据被测的绝缘材料的阻值的不同，利用高频高压电源模块调节输出的电压值，从而形成不同的PWM和保护电路，从而使系统能够满足各种绝缘电阻的测量需求。
本发明结构简单，操作方便，能够对不同的电机绕组的绝缘电阻值进行检测，从而提高电机的生产能力，保证电机安全稳定运行。
Claims (6)
1.一种电机绕组绝缘电阻在线检测系统，其特征在于：包括高频高压电源模块、模拟信号采集模块、A/D转换模块及处理器模块，高频高压电源模块及模拟信号采集模块分别与被测的绝缘介质相连，模拟信号采集模块的输出端经A/D转换模块与处理器模块相连，所述处理器模块的输出端与高频高压电源模块相连。
2.如权利要求1所述的一种电机绕组绝缘电阻在线检测系统，其特征在于：所述高频高压电源模块包括依次相连的工作电源、PWM电路、功率驱动电路、高频变压器及倍压整流电路，工作电源分别与PWM电路、功率驱动电路及高频变压器相连，工作电源用于供电，PWM电路用于产生方波波形，功率驱动电路用于驱动POSFET工作，高频变压器用于将电能从原边传递到副边，倍压整流电路用于将高频变压器副边输出的电压整流成高压后给后续的分压电路。
3.如权利要求2所述的一种电机绕组绝缘电阻在线检测系统，其特征在于：所述PWM电路采用脉宽调制器，所述脉宽调制器第一反向输入端经第一电容接地，第一电容两端并联有第二电容，脉宽调制器的误差放大器输出端经第一电阻与脉宽调制器的第一反向输入端相连，脉宽调制器的误差放大器输出端还经第三电容与脉宽调制器的接地端相连，所述脉宽调制器的死区时间设置端经第二电阻与脉宽调制器的接地端相连，脉宽调制器的第一频率设置端和第二频率设置端分别经第四电容及第三电阻与脉宽调制器的接地端相连，脉宽调制器的死区时间设置端经第五电容与脉宽调制器的工作方式选择端相连，脉宽调制器的基准电压输出端经第四电阻与脉宽调制器的第二反向输入端相连，脉宽调制器的基准电压端还经第六电容接地，脉宽调制器的第二反向输入端经第五电阻接地，所述脉宽调制器的本机电源端与脉宽调制器的C2端与脉宽调制器的电源端相连，脉宽调制器的电源端连接电源，脉宽调制器的电源端还经第七电容接地，第七电容两端并联有第八电容，所述脉宽调制器的第一输出端经第六电阻接地，脉宽调制器的第二输出端与功率驱动电路相连。
4.如权利要求2所述的一种电机绕组绝缘电阻在线检测系统，其特征在于：所述高频高压电源模块还包括保护电路，所述保护电路与脉宽调制器相连，脉宽调制器的第一正向输入端经第七电阻接地，第七电阻两端并联有第一二极管，脉宽调制器的第一正向输入端还依次经第八电阻、第九电阻及第十电阻与脉宽调制器的第二正向输入端相连，第八电阻与第九电阻的公共端依次经第九电容及第十一电阻与脉宽调制信号的第二正向输入端相连，所述第八电阻与第九电阻的公共端还依次经第二二极管及第十电容与变压器副边的一端相连，第二二极管与第十电容的公共端经第三二极管及第十一电容与变压器副边的另一端相连，所述第十一电容与第三二极管的公共端经第四二极管与变压器副边的一端相连，变压器的原边连接电源。
5.如权利要求4所述的一种电机绕组绝缘电阻在线检测系统，其特征在于：所述模拟信号采集模块采用射随器，所述射随器的正相输入端与被测的绝缘介质相连，射随器的反相输入端与射随器的输出端相连，射随器的输出端经A/D转换器与处理器模块相连。
6.如权利要求5所述的一种电机绕组绝缘电阻在线检测系统，其特征在于：所述处理器模块采用单片机。
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