CN203881795U

CN203881795U - 一种电机转速报警电路

Info

Publication number: CN203881795U
Application number: CN201420224117.3U
Authority: CN
Inventors: 吴凡; 李国阳; 赵琦; 王永和
Original assignee: Shanghai Xinyao Electronics Co Ltd
Current assignee: Shanghai Xinyao Electronics Co Ltd
Priority date: 2014-05-04
Filing date: 2014-05-04
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2024-05-04

Abstract

本实用新型提供一种电机转速报警电路，所述电机报警电路包括频率电压转换模块、电压比较模块、报警信号模块；其中频率电压转换模块接收电机转速频率信号，将所述电机转速频率信号转换成频率对应电压并输出；电压比较模块与所述频率电压转换模块相连，接收频率电压转换模块的输出的所述频率对应电压，并将所述频率对应电压与预设的高电平参考电压以及预设的低电平参考电压相比较，输出电压比较结果；报警信号模块与所述电压比较模块相连，接收所述电压比较结果，根据比较结果产生不同的报警信号。本实用新型能够实时的检测电机的转速，并根据电机的转速发出相应的报警信号。

Description

一种电机转速报警电路

技术领域

本发明涉及一种报警电路，特别是涉及一种电机转速报警电路。

背景技术

电机(英文：Electric machinery，俗称“马达”)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。在电路中用字母M(旧标准用D)表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。

由于绝缘技术的不断发展，在电机的设计上既要求增加出力，又要求减小体积，使新型电机的热容量越来越小，过负荷能力越来越弱；再由于生产自动化程度的提高，要求电机经常运行在频繁的起动、制动、正反转以及变负荷等多种方式，对电机保护装置提出了更高的要求。

通过检测电机的转速是否正常来确定电机是否正常工作，进而在电机工作不正常时采取相应的措施对电机进行保护，是一种有效的保护电机的方法。因此，如何实时的检测出电机的转速并根据电机的转速发出相应的报警信号成为了一个亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电机转速报警电路，用于解决现有技术中电机是否出现转速过快或过慢的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电机转速报警电路，所述电机报警电路包括频率电压转换模块、电压比较模块、报警信号模块；其中所述频率电压转换模块接收电机转速频率信号，将所述电机转速频率信号转换成与所述电机转速频率所对应的转换电压并输出；所述电压比较模块与所述频率电压转换模块相连，接收所述频率电压转换模块所输出的转换电压，并将所述转换电压与预设的高电平参考电压以及预设的低电平参考电压相比较，输出电压比较结果；所述报警信号模块与所述电压比较模块相连，接收所述电压比较结果，根据比较结果产生不同的报警信号。

优选地，所述电压比较模块输出的电压比较结果包括：所述频率对应电压低于低电平参考电压时输出高电平；所述频率对应电压高于高电平参考电压时输出低电平；所述频率对应电压处于高、低电平之间时输出为开路。

优选地，所述报警信号模块根据所述电压比较结果产生的报警信号包括：所述电压比较结果为低电平，则产生的所述报警信号为高电平；所述电压比较结果为高电平，则产生的所述报警信号为低电平；所述电压比较结果为开路，则产生的所述报警信号为固定频率且固定占空比的脉宽信号。

优选地，所述频率电压转换模块包括微分单元、单稳态触发器单元及滤波单元；所述微分单元用于检测所述电机转速频率信号的前沿与后沿，并输出触发信号；所述单稳态触发单元与所述微分单元相连，接收所述触发信号，并产生定宽且定幅度的输出脉冲序列；所述滤波单元与所述单稳态触发单元相连，用于对所述脉冲序列进行滤波处理，以输出所述转换电压。

优选地，所述微分单元包括电容C1、电阻R1；所述微分单元接收的电机采样信号与所述电容C1的一端相连，所述电容C1的另一端与所述电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端接电源；所述电容C1与所述电阻R1的公共端作为所述微分单元的输出端。

优选地，所述单稳态触发单元包括定时器U2、电阻R2、电容C7及电容C8；所述定时器U2包括电源端、触发端、阈值端、放电端、复位端、接地端及输出端；所述定时器U2的触发端与所述微分单元的输出端相连；所述定时器U2的控制电压端与所述电容C8的一端相连；所述定时器C8的另一端接地；所述定时器U2的阈值端与所述电阻R2的一端、所述电容C7的一端相连；所述电阻R2的另一端接电源；所述电容C7的另一端接地；所述定时器U2的放电端与所述定时器U2的阈值端相连；所述定时器U2的地端接地；所述定时器U2的复位端接电源；所述定时器U2的电源端接电源；所述定时器U2的输出端作为所述单稳态触发单元的输出端。

优选地，所述滤波单元包括电阻R3、电阻R4、电容C3及电容C4；所述单稳态触发单元的输出端与所述电阻R3的一端相连；所述电阻R3的另一端与所述电阻R4的一端、及所述电容C3的一端相连；所述电阻R4的另一端与所述电容C4的一端相连；所述电容C3的另一端接地；所述电容C4的另一端接地；所述电阻R4与所述电容C4的公共端作为所述滤波单元的输出端。

优选地，所述电压比较模块包括比较器A、比较器C、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电阻R10、电阻R12、电阻R14、电阻R15、电阻R17、电阻R18、电阻R20、电阻R21、二极管D1、二极管D2及电容C2；所述滤波单元的输出端与所述电阻R6的一端、及所述电阻R20的一端相连；所述电阻R6的另一端与所述比较器A的反相输入端相连；所述电阻R20的另一端与所述比较器C的反相输入端相连；所述电阻R14的一端接电源；所述电阻R14的另一端与所述电阻R17的一端相连；所述电阻R17的另一端接地；所述电阻R15的一端接电源；所述电阻R15的另一端与所述电阻R18的一端相连；所述电阻R18的另一端接地；所述电阻R14与所述电阻R17的公共端连接于所述电阻R9的一端；所述电阻R15及所述电阻R18的公共端连接于所述电阻R21的一端；所述电阻R9的另一端与所述比较器A的正向输入端相连；所述电阻R21的另一端与所述比较器C的正向输入端相连；所述电阻R7的一端与所述比较器A的电源端相连；所述电阻R7的另一端与所述比较器A的输出端相连；所述电阻R12的一端与所述比较器C的电源端相连；所述电阻R12的另一端与所述比较器C的输出端相连；所述比较器A的电源端接电源，所述比较器A的地端接地；所述比较器C的电源端接电源，所述比较器C的地端接地；所述比较器A的输出端与所述二极管D1的阳极相连；所述比较器C的输出端与所述二极管D2的阴极相连；所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳极相连；所述二极管D1及所述二极管D2的公共端与所述电阻R10的一端相连；所述电阻R10的另一端与所述电容C2的一端相连；所述电容C2的另一端接地；所述电阻R10与所述电容C2的公共端作为所述电压比较模块的输出端。

优选地，所述报警信号模块包括比较器B、电阻R8、电阻R11、电阻R13及电阻R16；所述电压比较模块的输出端与所述比较器B的反相输入端相连；所述比较器B的正向输入端与所述电阻R11的一端、所述电阻R13的一端、及所述电阻R16的一端相连；所述电阻R11的另一端接电源；所述电阻R16的另一端接地；所述电阻R8的一端与所述比较器B的反相输入端相连；所述比较器B的输出端与所述电阻R8的另一端、及所述电阻R13的另一端相连；所述比较器B的电源端接电源，所述比较器B的地端接地；所述比较器B的输出端作为所述报警信号模块的输出端。

优选地，所述电机转速报警电路还包括电机转速采样模块，所述电机转速采样模块用于对电机转速进行采样，获取所述电机转速频率信号。

如上所述，本发明的电机转速报警电路，具有以下有益效果：能够实时的检测电机的转速，并根据电机的转速发出相应的报警信号。当电机正常转速时，输出固定占空比的脉宽信号；当电机转速过高时输出高电平报警信号；当电机转速过低时输出低电平报警信号。

附图说明

图1显示为本发明的电机转速报警电路的输出信号波形示意图；

图2显示为本发明的电机转速报警电路的模块示意图；

图3显示为本发明的电机转速报警电路的电路原理示意图。

元件标号说明

1 电机转速报警电路

11 电机转速采样模块

12 频率电压转换模块

121 微分单元

122 单稳态触发器单元

123 滤波单元

13 电压比较模块

14 报警信号模块

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图2所示，本发明提供一种电机转速报警电路，所述电机报警电路包括频率电压转换模块12、电压比较模块13、报警信号模块14。所述电机转速报警电路还可以包括电机转速采样模块11。其中：

电机转速采样模块11用于对电机转速进行采样，获取所述电机转速频率信号。

频率电压转换模块12用于接收电机转速频率信号，将所述电机转速频率信号转换成频率对应电压并输出。频率电压转换模块12也可以认为是用于接收电机转速频率信号，把电机转速频率变化信号线性地转换成电压变化信号。

电压比较模块13与所述频率电压转换模块12相连，接收频率电压转换模块12的输出的所述频率对应电压，并将所述频率对应电压与预设的高电平参考电压以及预设的低电平参考电压相比较，输出电压比较结果；

报警信号模块14与所述电压比较模块13相连，接收所述电压比较结果，根据比较结果产生不同的报警信号。

在一个具体的实施例中，所述频率电压转换模块12包括微分单元121，单稳态触发器单元122，滤波单元123。所述微分单元121用于检测电机转速频率信号的前沿与后沿，并输出得到很窄的正负方向脉冲作为触发信号，所述触发信号用于触发单稳态触发器。所述单稳态触发单元122与所述微分单元121相连，接收所述触发信号，输出定宽、定幅度的输出脉冲序列。所述滤波单元123与所述单稳态触发单元122相连，用于对所述脉冲序列进行滤波处理，输出频率对应电压。具体地，单稳态触发单元122产生的输出脉冲序列经低通滤波单元123平滑，可得到比例于输入信号频率的输出电压。

如图3所示，实现所述微分单元121功能的一种实施例电路包括电容C1、电阻R1；所述微分单元121接收的电机采样信号与所述电容C1的一端相连，所述电容C1的另一端与所述电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端接电源；所述电容C1与所述电阻R1的公共端作为所述微分单元的输出端。

如图3所示，实现所述单稳态触发单元122功能的一种实施例电路包括定时器U2、电阻R2、电容C7、电容C8。所述定时器U2包括电源端、触发端、阈值端、放电端、复位端、接地端及输出端。所述定时器U2的触发端与所述微分单元的输出端相连；所述定时器U2的控制电压端与所述电容C8的一端相连；所述定时器C8的另一端接地；所述定时器U2的阈值端与所述电阻R2的一端、所述电容C7的一端相连；所述电阻R2的另一端接电源；所述电容C7的另一端接地；所述定时器U2的放电端与所述定时器U2的阈值端相连；所述定时器U2的地端接地；所述定时器U2的复位端接电源；所述定时器U2的电源端接电源；所述定时器U2的输出端作为所述单稳态触发单元的输出端。

如图3所示，实现所述滤波单元123功能的一种实施例电路包括电阻R3、电阻R4、电容C3、电容C4；所述单稳态触发单元的输出端与所述电阻R3的一端相连；所述电阻R3的另一端与所述电阻R4的一端、所述电容C3的一端相连；所述电阻R4的另一端与所述电容C4的一端相连；所述电容C3的另一端接地；所述电容C4的另一端接地；所述电阻R4与所述电容C4的公共端作为所述滤波单元的输出端。

在一个具体的实施例中，所述电压比较模块13输出的电压比较结果包括：所述频率对应电压低于预设的低电平参考电压时输出高电平；所述频率对应电压高于预设的高电平参考电压时输出低电平；所述频率对应电压处于预设的高电平、预设的低电平之间，输出为开路。具体地，所述电压比较模块13可以由窗口比较器构成，使频率电压转换模块12输出的频率对应电压分别与预设的高电平以及预设的低电平参考电压相比较。所述频率对应电压低于预设的低电平参考电压时电压比较模块13输出高电平；所述频率对应电压高于预设的高电平参考电压时电压比较模块13输出低电平；所述频率对应电压处于预设的高电平、预设的低电平之间，电压比较模块13输出为开路。所述电压比较模块13用于判断电机转速是否异常。如果输出为高电平则表明电机转速较低，如果输出为低电平则表明电机转速较高，如果输出为开路则表明电机转速正常。

所述报警信号模块14可以由多谐振荡器构成，报警信号可输出高电平、低电平、固定频率固定占空比的脉宽信号。报警信号模块14根据所述电压比较结果产生的报警信号包括：所述电压比较结果为低电平，产生的所述报警信号为高电平；所述电压比较结果为高电平，产生的所述报警信号为低电平；所述电压比较结果为开路，产生的所述报警信号为固定频率固定占空比的脉宽信号。也就是说，当电压比较模块13输出高电平时，报警信号模块14接收高电平，控制报警信号输出低电平。当电压比较模块13输出低电平时，报警信号模块14接收低电平，控制报警信号输出高电平。当电压比较模块13输出开路时，报警信号模块14控制报警信号输出固定频率固定占空比的脉宽信号。

如图3所示，实现所述电压比较模块13功能的一种实施例电路包括比较器A、比较器C、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电阻R10、电阻R12、电阻R14、电阻R15、电阻R17、电阻R18、电阻R20、电阻R21、二极管D1、二极管D2、电容C2；所述滤波单元的输出端与所述电阻R6的一端、所述电阻R20的一端相连；所述电阻R6的另一端与所述比较器A的反相输入端相连；所述电阻R20的另一端与所述比较器C的反相输入端相连；所述电阻R14的一端接电源；所述电阻R14的另一端与所述电阻R17的一端相连；所述电阻R17的另一端接地；所述电阻R15的一端接电源；所述电阻R15的另一端与所述电阻R18的一端相连；所述电阻R18的另一端接地；所述电阻R14、所述电阻R17的公共端与所述电阻R9的一端相连；所述电阻R15、所述电阻R18的公共端与所述电阻R21的一端相连；所述电阻R9的另一端与所述比较器A的正向输入端相连；所述电阻R21的另一端与所述比较器C的正向输入端相连；所述电阻R7的一端与所述比较器A的电源端相连；所述电阻R7的另一端与所述比较器A的输出端相连；所述电阻R12的一端与所述比较器C的电源端相连；所述电阻R12的另一端与所述比较器C的输出端相连；所述比较器A的电源端接电源；所述比较器C的电源端接电源，所述比较器C的地端接地；所述比较器A的地端接地；所述比较器A的输出端与所述二极管D1的阳极相连；所述比较器C的输出端与所述二极管D2的阴极相连；所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳极相连；所述二极管D1、所述二极管D2的公共端与所述电阻R10的一端相连；所述电阻R10的另一端与所述电容C2的一端相连；所述电容C2的另一端接地；所述电阻R10与所述电容C2的公共端作为所述电压比较模块的输出端。

如图3所示，实现所述报警信号模块14功能的一种实施例电路包括比较器B、电阻R8、电阻R11、电阻R13、电阻R16；所述电压比较模块的输出端与所述比较器B的反相输入端相连；所述比较器B的正向输入端与所述电阻R11的一端、所述电阻R13的一端、所述电阻R16的一端相连；所述电阻R11的另一端接电源；所述电阻R16的另一端接地；所述电阻R8的一端与所述比较器B的反相输入端相连；所述比较器B的输出端与所述电阻R8的另一端、所述电阻R13的另一端相连；所述比较器B的电源端接电源，所述比较器B的地端接地；所述比较器B的输出端作为所述报警信号模块的输出端。

综上所述，本发明一种电机转速报警电路，能够实时的检测电机的转速，并根据电机的转速发出相应的报警信号。当电机正常转速时，输出固定占空比的脉宽信号；当电机转速过高时输出高电平报警信号；当电机转速过低时输出低电平报警信号。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种电机转速报警电路，其特征在于，所述电机转速报警电路包括：频率电压转换模块、电压比较模块、报警信号模块；其中，

所述频率电压转换模块接收电机转速频率信号，将所述电机转速频率信号转换成与所述电机转速频率所对应的转换电压并输出；

所述电压比较模块与所述频率电压转换模块相连，接收所述频率电压转换模块所输出的转换电压，并将所述转换电压与预设的高电平参考电压以及预设的低电平参考电压相比较，输出电压比较结果；

所述报警信号模块与所述电压比较模块相连，接收所述电压比较结果，根据比较结果产生不同的报警信号。

2.根据权利要求1所述的电机转速报警电路，其特征在于：所述电压比较模块输出的电压比较结果包括：所述频率对应电压低于低电平参考电压时输出高电平；所述频率对应电压高于高电平参考电压时输出低电平；所述频率对应电压处于高、低电平之间时输出为开路。

3.根据权利要求2所述的电机转速报警电路，其特征在于：所述报警信号模块根据所述电压比较结果产生的报警信号包括：所述电压比较结果为低电平，则产生的所述报警信号为高电平；所述电压比较结果为高电平，则产生的所述报警信号为低电平；所述电压比较结果为开路，则产生的所述报警信号为固定频率且固定占空比的脉宽信号。

4.根据权利要求1所述的电机转速报警电路，其特征在于：所述频率电压转换模块包括微分单元、单稳态触发器单元及滤波单元；所述微分单元用于检测所述电机转速频率信号的前沿与后沿，并输出触发信号；所述单稳态触发单元与所述微分单元相连，接收所述触发信号，并产生定宽且定幅度的输出脉冲序列；所述滤波单元与所述单稳态触发单元相连，用于对所述脉冲序列进行滤波处理，以输出所述转换电压。

5.根据权利要求4所述的电机转速报警电路，其特征在于：所述微分单元包括电容C1、电阻R1；所述微分单元接收的电机采样信号与所述电容C1的一端相连，所述电容C1的另一端与所述电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端接电源；所述电容C1与所述电阻R1的公共端作为所述微分单元的输出端。

6.根据权利要求4所述的电机转速报警电路，其特征在于：所述单稳态触发单元包括定时器 U2、电阻R2、电容C7及电容C8；所述定时器U2包括电源端、触发端、阈值端、放电端、复位端、接地端及输出端；所述定时器U2的触发端与所述微分单元的输出端相连；所述定时器U2的控制电压端与所述电容C8的一端相连；所述定时器C8的另一端接地；所述定时器U2的阈值端与所述电阻R2的一端、所述电容C7的一端相连；所述电阻R2的另一端接电源；所述电容C7的另一端接地；所述定时器U2的放电端与所述定时器U2的阈值端相连；所述定时器U2的地端接地；所述定时器U2的复位端接电源；所述定时器U2的电源端接电源；所述定时器U2的输出端作为所述单稳态触发单元的输出端。

7.根据权利要求4所述的电机转速报警电路，其特征在于：所述滤波单元包括电阻R3、电阻R4、电容C3及电容C4；所述单稳态触发单元的输出端与所述电阻R3的一端相连；所述电阻R3的另一端与所述电阻R4的一端、及所述电容C3的一端相连；所述电阻R4的另一端与所述电容C4的一端相连；所述电容C3的另一端接地；所述电容C4的另一端接地；所述电阻R4与所述电容C4的公共端作为所述滤波单元的输出端。

8.根据权利要求4所述的电机转速报警电路，其特征在于：所述电压比较模块包括比较器A、比较器C、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电阻R10、电阻R12、电阻R14、电阻R15、电阻R17、电阻R18、电阻R20、电阻R21、二极管D1、二极管D2及电容C2；所述滤波单元的输出端与所述电阻R6的一端、及所述电阻R20的一端相连；所述电阻R6的另一端与所述比较器A的反相输入端相连；所述电阻R20的另一端与所述比较器C的反相输入端相连；所述电阻R14的一端接电源；所述电阻R14的另一端与所述电阻R17的一端相连；所述电阻R17的另一端接地；所述电阻R15的一端接电源；所述电阻R15的另一端与所述电阻R18的一端相连；所述电阻R18的另一端接地；所述电阻R14与所述电阻R17的公共端连接于所述电阻R9的一端；所述电阻R15及所述电阻R18的公共端连接于所述电阻R21的一端；所述电阻R9的另一端与所述比较器A的正向输入端相连；所述电阻R21的另一端与所述比较器C的正向输入端相连；所述电阻R7的一端与所述比较器A的电源端相连；所述电阻R7的另一端与所述比较器A的输出端相连；所述电阻R12的一端与所述比较器C的电源端相连；所述电阻R12的另一端与所述比较器C的输出端相连；所述比较器A的电源端接电源，所述比较器A的地端接地；所述比较器C的电源端接电源，所述比较器C的地端接地；所述比较器A的输出端与所述二极管D1的阳极相连；所述比较器C的输出端与所述二极管D2的阴极相连；所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳极相连；所述二极管D1及所述二极管D2的公共端与所述电阻R10的一端相连；所述电阻R10的另一端与所述电容C2的一端相连；所述电容C2的另一端接地；所述电阻R10与所述电容C2的公共端作为所述电压比较模块的输出端。

9.根据权利要求1或3所述的电机转速报警电路，其特征在于：所述报警信号模块包括比较器B、电阻R8、电阻R11、电阻R13及电阻R16；所述电压比较模块的输出端与所述比较器B的反相输入端相连；所述比较器B的正向输入端与所述电阻R11的一端、所述电阻R13的一端、及所述电阻R16的一端相连；所述电阻R11的另一端接电源；所述电阻R16的另一端接地；所述电阻R8的一端与所述比较器B的反相输入端相连；所述比较器B的输出端与所述电阻R8的另一端、及所述电阻R13的另一端相连；所述比较器B的电源端接电源，所述比较器B的地端接地；所述比较器B的输出端作为所述报警信号模块的输出端。

10.根据权利要求1所述的电机转速报警电路，其特征在于：所述电机转速报警电路还包括电机转速采样模块，所述电机转速采样模块用于对电机转速进行采样，获取所述电机转速频率信号。