CN206725726U - 一种大型电机的电压检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型电机的电压检测装置，其技术方案要点包括基准电路；基准检测装置，包括减法电路和检测电路；减法电路，输入端分别接收电源电压VCC和基准电压，输出端输出等于电源电压VCC与基准节点差值的相差电压；检测电路，接收相差电压与基准电压，用于检测相差电压与基准电压是否相等，并在相差电压与基准电压不等时输出电平信号；指示装置，用于在接收到控制信号后发出指示；控制装置，电连接于检测电路的输出端和指示装置的输入端，并根据检测装置输出的电平信号，来向指示装置输出控制信号，本实用新型具有能在当基准电压改变后，给出指示的效果。

Description

一种大型电机的电压检测装置

技术领域

本实用新型涉及电机驱动的电压检测，更具体地说它涉及一种大型电机的电压检测装置。

背景技术

现有技术中的为了检测中小型电机的运行状态，常会对中小型电机运行时的电压和电流进行采样检测，并通过显示装置显示采样结果。现有一般采用霍尔原理的传感器检测小型电机的电压和电流；但是霍尔传感器在电流和电压的检测时，易受其他磁场的干扰，产生一定的误差；无法精准的对大型电机的电流进行精准的检测。

因而现有技术中为了准确的测量大型电机的电压，会通过采样装置直接连接在大型电机的运行电路上获取运行电压，通过和检测装置设置电压值恒定的基准电压，通过测量基准电压和运行电压之间的压降大小，比确定运行电压的大小。

而现有的基准电压通过两个阻值相同的电阻对电压电阻进行分压，再通过两个电阻之间的节点输出基准电压；因而只要有一个电阻存在问题，就会导致基准电压变化。而基准电压变化，会导致就算电机处在正常情况，检测装置测得也可能测得不正常的运行电压。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种大型电机的电压检测装置，在于能在当基准电压不准确后，给出指示。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种大型电机的电压检测装置，包括

基准电路，依次连接的电源电压VCC、第一基准电阻R1、第二基准电阻R2和接地线，所述第一基准电阻R1和第二基准电阻R2之间的设置有用于输出基准电压的基准节点；

基准检测装置，包括减法电路和检测电路；减法电路，输入端分别接收电源电压VCC和基准电压，输出端输出等于电源电压VCC与基准节点差值的相差电压；检测电路，接收相差电压与基准电压，用于检测相差电压与基准电压是否相等，并在相差电压与基准电压不等时输出电平信号；

指示装置，用于在接收到控制信号后发出指示；

控制装置，电连接于检测电路的输出端和指示装置的输入端，并根据检测装置输出的电平信号，来向指示装置输出控制信号。

通过采用上述技术方案，在正常情况下第一基准电阻R1的阻值等于第二基准电阻R2的阻值，因而基准电压会等于电源电压VCC的一半。通过将电源电压VCC减去基准电压得到相减电压，再通过检测装置将相减电压和基准电压进行比较检测，再根据检测的结果来输出电平信号；因而当第一基准电阻R1和第二基准电阻R2阻值都在正常的情况下，相减电压与基准电压相等，检测电路输出正常信号；而在第一基准电阻R1和第二基准电阻R2其中一个变化老化，使得基准电压变化，导致相减电压和基准电压不相等，检测电路会输出损坏信号；控制装置在检测电路输出损坏信号时，控制指示装置启动。从而技术方案能在基准电压变化，促使指示装置启动，来提醒使用者，基准电压发生变化，检测的信号存在误差。

本实用新型进一步设置为：还包括隔离电路，所述隔离电路电连接于电源电压VCC与基准节点，输出等于电源电压VCC的第一电压和等于基准电压的第二电压。

通过采用上述技术方案，隔离电路接收电源电压VCC和基准电压,将基准电路与其余电路隔开，减小其余电路对基准电路影响。

本实用新型进一步设置为：所述隔离电路包括第一电压跟随器OA4和第二电压跟随器OA5，所述第一电压跟随器OA4的输入端连接电源电压VCC，第二电压跟随器OA5的输入端连接基准电压；所述第一电压跟随器OA4和第二电压跟随器OA5分别连接于减法电路的两个输入端。

通过采用上述技术方案，电压跟随器的输入端和输出端电压相等，且能够在输出端接入其他电路后，不会影响输入端，减小了其余电路对基准电路的影响。

本实用新型进一步设置为：所述检测电路包括第一比较器OA1、第二比较器OA2和或门OR1，所述第一比较器OA1的同相输入端连接减法电路的输出端，反相输入端连接第二电压跟随器OA5的输出端；所述第一比较器OA1的同相输入端连接第二电压跟随器OA5的输出端，反相输入端连接减法电路的输出端；所述或门OR1的输入端分别连接第一比较器OA1和第二比较器OA2的输出端。

通过采用上述技术方案，在相减电压高于基准电压时，第一比较器OA1输出高电平、第二比较器OA2输出低电平；而在相减电压低于基准电压时，第一比较器OA1输出低电平、第二比较器OA2输出高电平；只在相减电压等于基准电压时，第一比较器OA1和第二比较器OA2输出低电平。因而减电压与基准电压相等时或门OR1输出低电平；不相等时输出高电平。

本实用新型进一步设置为：所述第一比较器OA1和第二比较器OA2的放大倍数均为5-10倍。

通过采用上述技术方案，将比较器的放大倍数设置较小，当相减电压和基准电压的电压差值不大时，比较器会输出低电压；在相减电压和基准电压相差比较大时，比较器才会输出高电压；因而检测电路在基准电压和相减电压相差不大时，不会输出损坏信号。

本实用新型进一步设置为：还包括电压采样电路，电压采样电路包括有串联的精准电阻和采样电阻，精准电阻的阻值大于采样电阻；精准电阻远离采样电阻的一端连接电机的运行电路，采样电阻远离精准电压的一端连接基准节点，精准电阻和采样电阻之间设置有检测节点，所述检测节点连接于控制装置。

通过采用上述技术方案，将精准电阻远离采样电阻的另一端直接连接在运行电路，直接获取电机电压，获取的电压值较为准确；同时精准电阻和采样电阻串联，精准电阻的电阻大于采样电阻，因此精准电压会分去大量的电压，让检测节点的电压能够通过直接检测获得。

本实用新型进一步设置为：所述精准电阻包括多个串联的等值电阻。

通过采用上述技术方案，将精准电阻分为多个等值电阻，让等值电阻来分摊电压，从而在不见小电压降的情况下，对电阻起到了保护作用。

本实用新型进一步设置为：所述控制装置是SFP200单片机U1，所述基准节点连接于SFP200单片机U1。

通过采用上述技术方案，SFP200单片机U1能够直接将基准电压进行模数转换，较为适合。

本实用新型进一步设置为：所述指示装置包括蜂鸣器B1。

通过采用上述技术方案，蜂鸣器B1在通电后发出蜂鸣，进行提醒，来向外指示。

综上所述，本实用新型具有以下优点：

1、对基准电压进行检测，在基准电压出错后，发出指示；

2、将精准电阻分为多个等值电阻，让等值电阻来分摊电压，减小大电压对精准电阻的损害。

附图说明

图1是本实施例的电路图。

附图标记说明：1、控制装置；2、电压采样电路；3、基准电路；4、基准检测装置；41、隔离电路；42、减法电路；43、检测电路；5、指示装置；100、精准电阻。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例，一种大型电机的电压检测装置，如图1所示，包括控制装置1、电压采样电路2、基准电路3、基准检测装置4和指示装置5。电压采样电路2采集大型电机上启动电压，并输出检测电压到控制装置1；基准电路3输出基准电压到控制装置1；控制装置1通过基准电压来量化检测电压。基准检测电压用于检测基准电压是否准确；指示装置5用于在基准电压不准时发出指示。

控制装置1为SFP200单片机U1，SFP2O0单片机U1内置模数转化，能够直接将输入的模拟信号转化为数字信号。

基准电路3包括依次第一基准电阻R1、第二基准电阻R2和第一电容C1；第一基准电阻R1的一端连接电源电压VCC，另一端分别连接第二基准电阻R2和第一电容C1的一端；第二基准电阻R2和第一电容C1的另一端接地；其中第一基准电阻R1和第二基准电阻R2的阻值相同；在第一基准电阻R1和第二基准电阻R2之间的设置基准节点，基准节点连接SFP200单片机U1的引脚上，向SFP200单片机U1输出基准电压。其中第一电容C1在基准电压出现变化后，通过充放电，减小基准电压变化的趋势。

电压采样电路2有三组，三组电压采样电路2分别检测大型电机的三相上的运行电压；由于三组电压采样电路2结构相似，故以下仅叙述其中一组。电压采样电路2包括有精准电阻100、采样电阻和稳定电容。精准电阻100和采样电阻串联，精准电阻100远离采样电阻的一端连接电机的运行电路，采样电阻远离精准电压的一端连接基准节点，稳定电容并联于采样电阻的两端，精准电阻100和采样电阻之间设置有检测节点，检测节点连接于SFP200单片机U1的引脚上，输出检测电压；稳定电容通过充放电，减小检测电压变化的趋势。因而检测电压的大小跟基准电压的大小有关，如果基准电压变化，会使检测电压的数值变化，导致测量数值不准确。

其中精准电阻100的数值大小远大于采样电阻的大小；如精准电阻100的阻值为8M，而采样电阻的阻值为20K。因而取得的检测电压仅是采样电压的几百分之一，取得的电压值不会太大。同时精准电阻100包括四个等值电阻，如原本精准电阻100的总阻值为8M，每个等值电阻的阻值为2M；从而使得四个等值电阻共同分担电压降，使得等值电阻不易损坏。

基准检测装置4包括隔离电路41、减法电路42和检测电路43；隔离电路41用于将基准电路3与减法电路42分离，使得减小减法电路42对基准电路3的影响。隔离电路41包括第一电压跟随器OA4和第二电压跟随器OA5，第一电压跟随器OA4的输入端连接电源电压VCC，第二电压跟随器OA5的输入端连接基准节点。第一电压跟随器OA4和第二电压跟随器OA5分别连接于减法电路42的两个输入端。

减法电路42将用于将第一电压跟随器OA4输出的电压减去第二电压跟随器OA5输出的电压，获得电源电压VCC与基准电压的差值；减法电路42包括有第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和运算放大器OA3；第一电压跟随器OA4的输出端连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端运算放大器OA3的同相输入端，第四电阻R4的两端分别连接运算放大器OA3的同相输入端和地线。第二电压跟随器OA5的输出端连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端后接入运算放大器OA3的反相输入端，第六电阻R6的两端分别连接运算放大器OA3的负输入端和输出端。

检测电路43包括第一比较器OA1、第二比较器OA2和或门OR1，第一比较器OA1的同相输入端连接运算放大器OA3的输出端，反相输入端连接第二电压跟随器OA5的输出端；所述第一比较器OA1的同相输入端连接第二电压跟随器OA5的输出端，反相输入端连接减法电路42的输出端；或门OR1的输入端分别连接第一比较器OA1和第二比较器OA2的输出端。同时第一比较器OA1和第二比较器OA2的放大倍数均为5-10倍，因而在相减电压高于基准电压时，第一比较器OA1输出高电平、第二比较器OA2输出低电平；而在相减电压低于基准电压时，第一比较器OA1输出低电平、第二比较器OA2输出高电平；只在相减电压几乎等于基准电压时，第一比较器OA1和第二比较器OA2输出低电平。因而减电压与基准电压相等时或门OR1输出低电平；不相等时输出高电平。或门OR1的输出连接SFP200单片机U1的引脚上。

指示装置5包括蜂鸣器B1、开关三极管Q1、第七电阻R7和第八电阻R8；蜂鸣器B1的一端连接电源电压VCC，另一端连接开关三极管Q1的集电极，开关三极管Q1的发射极连接第八电阻R8后接地；第七电阻R7的一端连接开关三极管Q1的基极，另一端连接SFP200单片机U1的引脚上；SFP200单片机U1第七电阻R7R7输出高电平时，蜂鸣器B1发出警报。

运行原理，在正常情况下第一基准电阻R1的阻值等于第二基准电阻R2的阻值，因而基准电压会等于电源电压VCC的一半。通过将电源电压VCC减去基准电压得到相减电压，再通过检测装置将相减电压和基准电压进行比较检测，再根据检测的结果来输出电平信号；因而当第一基准电阻R1和第二基准电阻R2阻值都在正常的情况下，相减电压与基准电压相等，检测电路43输出低电平信号，SFP200单片机U1接收到后不动作。而在第一基准电阻R1和第二基准电阻R2其中一个老化，使得基准电压变化，导致相减电压和基准电压不相等，检测电路43会输出高电平信号；SFP200单片机U1接收高电平后向指示装置5输出高电平，接通开关三极管Q1。从而在基准电压值不准确后，蜂鸣器B1得电向外发出蜂鸣，起到指示的作用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大型电机的电压检测装置，其特征在于：包括

基准电路(3)，依次连接的电源电压VCC、第一基准电阻R1、第二基准电阻R2和接地线，所述第一基准电阻R1和第二基准电阻R2之间的设置有用于输出基准电压的基准节点；

基准检测装置(4)，包括减法电路(42)和检测电路(43)；减法电路(42)，输入端分别接收电源电压VCC和基准电压，输出端输出等于电源电压VCC与基准节点差值的相差电压；检测电路(43)，接收相差电压与基准电压，用于检测相差电压与基准电压是否相等，并在相差电压与基准电压不等时输出电平信号；

指示装置(5)，用于在接收到控制信号后发出指示；

控制装置(1)，电连接于检测电路(43)的输出端和指示装置(5)的输入端，并根据检测装置输出的电平信号，来向指示装置(5)输出控制信号。

2.根据权利要求1所述的大型电机的电压检测装置，其特征在于：基准检测装置(4)还包括隔离电路(41)，所述隔离电路(41)电连接于电源电压VCC与基准节点，输出等于电源电压VCC的第一电压和等于基准电压的第二电压。

3.根据权利要求2所述的大型电机的电压检测装置，其特征在于：所述隔离电路(41)包括第一电压跟随器OA4和第二电压跟随器OA5，所述第一电压跟随器OA4的输入端连接电源电压VCC，第二电压跟随器OA5的输入端连接基准电压；所述第一电压跟随器OA4和第二电压跟随器OA5分别连接于减法电路(42)的两个输入端。

4.根据权利要求3所述的大型电机的电压检测装置，其特征在于：所述检测电路(43)包括第一比较器OA1、第二比较器OA2和或门OR1，所述第一比较器OA1的同相输入端连接减法电路(42)的输出端，反相输入端连接第二电压跟随器OA5的输出端；所述第一比较器OA1的同相输入端连接第二电压跟随器OA5的输出端，反相输入端连接减法电路(42)的输出端；所述或门OR1的输入端分别连接第一比较器OA1和第二比较器OA2的输出端。

5.根据权利要求4所述的大型电机的电压检测装置，其特征在于：所述第一比较器OA1和第二比较器OA2的放大倍数均为5-10倍。

6.根据权利要求1所述的大型电机的电压检测装置，其特征在于：还包括电压采样电路(2)，电压采样电路(2)包括有串联的精准电阻(100)和采样电阻，精准电阻(100)的阻值大于采样电阻；精准电阻(100)远离采样电阻的一端连接电机的运行电路，采样电阻远离精准电压的一端连接基准节点，精准电阻(100)和采样电阻之间设置有检测节点，所述检测节点连接于控制装置(1)。

7.根据权利要求6所述的大型电机的电压检测装置，其特征在于：所述精准电阻(100)包括多个串联的等值电阻。

8.根据权利要求1所述的大型电机的电压检测装置，其特征在于：所述控制装置(1)是SFP200单片机U1，所述基准节点连接于SFP200单片机U1。

9.根据权利要求1所述的大型电机的电压检测装置，其特征在于：所述指示装置(5)包括蜂鸣器B1。