CN217425614U - 基于自激振荡器的三相电动机定子绕组首尾端检测装置 - Google Patents
基于自激振荡器的三相电动机定子绕组首尾端检测装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了基于自激振荡器的三相电动机定子绕组首尾端检测装置，其特征在于，包括自激振荡器、光电驱动模块和检测模块；所述自激振荡器，用于产生交变的三角波信号或锯齿波信号；所述光电驱动模块，用于传递、隔离所述自激振荡器与所述检测模块之间的电信号，匹配两者之间不同的工作电压，驱动所述检测模块和待测三相电动机定子绕组；所述检测模块，用于判断所连接待测三相电动机定子绕组首尾端。与现有装置相比，本发明提供的基于自激振荡器的三相电动机定子绕组首尾端检测装置，能够快速判断三相电动机定子绕组首尾端，对操作人员的电工理论和操作技能要求不高，不需要频繁地拆线和接线，其检测效率会大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及三相电动机定子绕组检测领域，特别是涉及基于自激振荡器的三相电动机定子绕组首尾端检测装置。
背景技术
三相电动机定子绕组首尾端的判断能够为三相电动机的端子接线提供参考，随着三相电动机大量的应用，特别是在批量的生产、使用和维护过程中，快速准确地判断三相电动机定子绕组首尾端有着十分重要的意义。
发明人在实施现有技术的过程中发现，判断三相电动机定子绕组首尾端的现有技术对操作人员的电工理论和操作技能有着较高要求，需要借助诸如交流电源、直流电源、电压表、电流表或示波器等仪器设备，需要频繁地拆线和接线，特别是遇到不同功率或不同工作电压的三相电动机进行测试时，采用现有技术的装置就显得效率低下，因此非常不利于批量的生产、使用和维护。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了涉及基于自激振荡器的三相电动机定子绕组首尾端检测装置，具体技术方案是，
包括自激振荡器、光电驱动模块和检测模块；
所述自激振荡器，用于产生交变的三角波信号或锯齿波信号；包含偏置电阻R1、充放电电容C1、三极管Q1、三极管Q2；所述三极管Q1为NPN型三极管，所述三极管Q2为PNP型三极管；其中，偏置电阻R1的一端与电源VCC1相连，偏置电阻R1的另一端与充放电电容C1的一端和三极管Q1的基极相连，充放电电容C1的另一端与三极管Q2的集电极相连，其连接点设置为端口Sm，用于输出交变的三角波信号或锯齿波信号，三极管Q2的发射极与电源VCC1相连，三极管Q2的基极与三极管Q1的集电极相连，三极管Q1的发射极与电源地GND1相连；
所述光电驱动模块，用于传递、隔离所述自激振荡器与所述检测模块之间的电信号，匹配两者之间不同的工作电源电压，驱动所述检测模块和待测三相电动机定子绕组；包含光电耦合器U1，限流电阻R2和MOS管Q3；所述光电耦合器U1为三极管型光电耦合器；所述MOS管Q3为N沟道MOSFET管；其中，光电耦合器U1一次侧内的发光二极管阳极与所述端口Sm相连，光电耦合器U1一次侧内的发光二极管阴极与限流电阻R2的一端相连，限流电阻R2的另一端与电源地GND1相连，光电耦合器U1二次侧内的三极管集电极与MOS管Q3的漏极和电源VCC2相连，光电耦合器U1二次侧内的三极管发射极与MOS管Q3的栅极相连，MOS管Q3的源极设置为端口Sn，用于以开关信号的形式驱动检测模块；
所述检测模块，用于通过灯泡的亮与灭来判断所连接待测三相电动机定子绕组首尾端；包含灯泡D1、灯泡D2、限流电阻R11和限流电阻R22；所述限流电阻R11和限流电阻R22的阻值相等；其中，灯泡D1的一端与灯泡D2的一端和所述端口Sn相连，灯泡D1的另一端设置为端口S_port1，灯泡D2的另一端设置为端口P_port1，限流电阻R11的一端设置为端口P_port2，限流电阻R22的一端设置为端口S_port2，限流电阻R11的另一端与限流电阻R22的另一端和电源地GND2相连；另外，待测三相电动机定子绕组的每一相端口为一对，共分为三对，依次设置为第一对绕组端口、第二对绕组端口和第三对绕组端口；第一对绕组端口分别为绕组端口U1和绕组端口U2；第二对绕组端口分别为绕组端口V1和绕组端口V2；第三对绕组端口分别为绕组端口W1和绕组端口W2；端口P_port1和端口P_port2分别用于连接第一对绕组的两个端口，端口S_port1和端口S_port2分别用于连接第二对绕组端口和第三对绕组端口其中的一对绕组端口。
进一步地，所述灯泡D1、灯泡D2至少一个替换为由两个反并联的发光二极管组成的指示灯。
本发明的有益效果是，提供的基于自激振荡器的三相电动机定子绕组首尾端检测装置，能够快速判断三相电动机定子绕组首尾端，对操作人员的电工理论和操作技能要求不高，不需要频繁地拆线和接线，特别是遇到不同功率或不同工作电压的三相电动机进行测试时，其检测效率会大大提高，非常有利于三相电动机批量的生产、使用和维护。
附图说明
图1为本发明涉及基于自激振荡器的三相电动机定子绕组首尾端检测装置典型示意图。
图2为本发明替换所述灯泡另一方案。
图3为本发明所述自激振荡器示意图。
图4为本发明所述光电驱动模块示意图。
图5为本发明检测三相电动机定子绕组第一种接法一个局部等效运行电路示意图。
图6为本发明检测三相电动机定子绕组第一种接法另一个局部等效运行电路示意图。
图7为本发明检测三相电动机定子绕组第二种接法一个局部等效运行电路示意图。
图8为本发明检测三相电动机定子绕组第二种接法另一个局部等效运行电路示意图。
图9为本发明检测三相电动机定子绕组第一种接法的一个具体实例。
图10为本发明检测三相电动机定子绕组第二种接法的一个具体实例。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
如附图1所示，为本发明涉及基于自激振荡器的三相电动机定子绕组首尾端检测装置典型示意图，包括自激振荡器、光电驱动模块和检测模块；
所述自激振荡器，用于产生交变的三角波信号或锯齿波信号；包含偏置电阻R1、充放电电容C1、三极管Q1、三极管Q2；所述三极管Q1为NPN型三极管，所述三极管Q2为PNP型三极管；其中，偏置电阻R1的一端与电源VCC1相连，偏置电阻R1的另一端与充放电电容C1的一端和三极管Q1的基极相连，充放电电容C1的另一端与三极管Q2的集电极相连，其连接点设置为端口Sm，用于输出交变的三角波信号或锯齿波信号，三极管Q2的发射极与电源VCC1相连，三极管Q2的基极与三极管Q1的集电极相连，三极管Q1的发射极与电源地GND1相连；
所述光电驱动模块，用于传递、隔离所述自激振荡器与所述检测模块之间的电信号，匹配两者之间不同的工作电源电压，驱动所述检测模块和待测三相电动机定子绕组；包含光电耦合器U1，限流电阻R2和MOS管Q3；所述光电耦合器U1为三极管型光电耦合器；所述MOS管Q3为N沟道MOSFET管；其中，光电耦合器U1一次侧内的发光二极管阳极与所述端口Sm相连，光电耦合器U1一次侧内的发光二极管阴极与限流电阻R2的一端相连，限流电阻R2的另一端与电源地GND1相连，光电耦合器U1二次侧内的三极管集电极与MOS管Q3的漏极和电源VCC2相连，光电耦合器U1二次侧内的三极管发射极与MOS管Q3的栅极相连，MOS管Q3的源极设置为端口Sn，用于以开关信号的形式驱动检测模块；
所述检测模块，用于通过灯泡的亮与灭来判断所连接待测三相电动机定子绕组首尾端；包含灯泡D1、灯泡D2、限流电阻R11和限流电阻R22；所述限流电阻R11和限流电阻R22的阻值相等；其中，灯泡D1的一端与灯泡D2的一端和所述端口Sn相连，灯泡D1的另一端设置为端口S_port1，灯泡D2的另一端设置为端口P_port1，限流电阻R11的一端设置为端口P_port2，限流电阻R22的一端设置为端口S_port2，限流电阻R11的另一端与限流电阻R22的另一端和电源地GND2相连；另外，待测三相电动机定子绕组的每一相端口为一对，共分为三对，依次设置为第一对绕组端口、第二对绕组端口和第三对绕组端口；第一对绕组端口分别为绕组端口U1和绕组端口U2；第二对绕组端口分别为绕组端口V1和绕组端口V2；第三对绕组端口分别为绕组端口W1和绕组端口W2；端口P_port1和端口P_port2分别用于连接第一对绕组的两个端口，端口S_port1和端口S_port2分别用于连接第二对绕组端口和第三对绕组端口其中的一对绕组端口。
如附图2所示，为本发明替换所述灯泡另一方案，所述灯泡D1、灯泡D2至少一个替换为由两个反并联的发光二极管组成的指示灯。
如附图3所示，为本发明所述自激振荡器示意图，其中，把所述光电耦合器U1的一次侧支路可以看作一个等效负载，连接在所述端口Sm与电源地GND1之间，构成了一种典型的自激振荡器电路，端口Sm输出交变的三角波信号或锯齿波信号。
如附图4所示，为本发明所述光电驱动模块示意图，端口Sm和电源地GND1之间的信号作用在光电耦合器U1一次侧内的发光二极管和限流电阻R2上，假设端口Sn上另连接有等效负载，会在端口Sn产生不同的开关信号，其工作过程是，
（1）当光电耦合器U1一次侧内的发光二极管上的正向压降大于或等于其导通电压时，则光电耦合器U1二次侧导通，会给MOS管Q3的栅极和源极提供正向偏置，使得MOS管Q3导通，端口Sn输出高电平；
（2）当光电耦合器U1一次侧内的发光二极管上的正向压降小于其导通电压时，则光电耦合器U1二次侧不会导通，无法给MOS管Q3的栅极和源极提供正向偏置，使得MOS管Q3关断，端口Sn输出低电平；
综上所述，端口Sn输出电压波形为交替的开关信号；由于光电驱动模块输入信号和输出信号是相互隔离的，因此在技术上，可以适应不同功率或不同工作电压的三相电动机进行检测。
如附图5所示，为本发明检测三相电动机定子绕组第一种接法一个局部等效运行电路示意图；端口P_port1和端口P_port2分别连接三相电动机定子绕组的第一对绕组端口，端口S_port1和端口S_port2分别连接三相电动机定子绕组的第三对绕组端口；
此时第一对绕组和第三对绕组组成的电路相当于变比为1的单相变压器电路，相应的其绕组端口就会有类似于变压器的同名端和异名端的关系，即可定义同名端为第一对绕组和第三对绕组的首端，相对的，可定义异名端则为此两者的尾端；
其工作过程是，端口Sn上的信号从低电平转换为高电平的过程中，由于元器件的离散性，所连接待测三相电动机定子绕组组成的两条支路，总有一条支路会先行工作，假设第一对绕组端口支路先行工作，其电感会抑制电流的增加，则会在第一对绕组端口之间产生感应电压Up，并通过三相电动机定子磁路在第三对绕组端口之间感应出电压Us，这样会形成如图5虚线所示的环路，根据基尔霍夫电压定律，产生的定量关系是
由于UR11与UR22相等，则公式（1）可以进一步简化为
Up与Us相差不大，Up与Us是相减的定量关系，环路中只会产生很小的环流，不足以点亮灯泡，即灯泡D1与灯泡D2均不亮；
同理，当第三对绕组端口支路先行工作时，其分析过程和结果与上述相似，具体不再赘述。
如附图6所示，为本发明检测三相电动机定子绕组第一种接法另一个局部等效运行电路示意图，其工作过程是，参照和延续附图5的工作过程，端口Sn上的信号从高电平转换为低电平的过程中，同样假设第一对绕组端口支路先行工作，其电感会抑制电流的减小，则会在第一对绕组端口之间产生感应电压Up，并通过三相电动机定子磁路在第三对绕组端口之间感应出电压Us，这样会形成如图6虚线所示的环路，根据基尔霍夫电压定律，产生的定量关系是
由于UR11与UR22相等，则公式（3）可以进一步简化为
当Up与Us相差不大时，Up与Us是相减的定量关系，环路中只会产生很小的环流，不足以点亮灯泡，即灯泡D1与灯泡D2均不会亮；
同理，当第三对绕组端口支路先行工作时，灯泡D1与灯泡D2也均不会亮。
同理，端口P_port1和端口P_port2分别连接三相电动机定子绕组的第一对绕组端口，端口S_port1和端口S_port2分别连接三相电动机定子绕组的第二对绕组端口，其分析过程和结果也与上述相似，具体不再赘述。
如附图7所示，为本发明检测三相电动机定子绕组第二种接法一个局部等效运行电路示意图，端口P_port1和端口P_port2分别连接三相电动机定子绕组的第一对绕组端口，端口S_port1和端口S_port2分别连接三相电动机定子绕组的第三对绕组端口；
其工作过程为，端口Sn上的信号从低电平转换为高电平的过程中，假设第一对绕组端口支路先行工作，其电感会抑制电流的增加，则会在第一对绕组端口之间产生感应电压Up，并通过三相电动机定子磁路在第三对绕组端口之间感应出电压Us，这样会形成如图7虚线所示的环路，根据基尔霍夫电压定律，产生的定量关系是
由于UR11与UR22相等，则公式（5）可以进一步简化为
Up与Us是相加的定量关系，会在环路中产生环流，使灯泡D1与灯泡D2均被点亮，同理，当第三对绕组端口支路先行工作时，灯泡D1与灯泡D2同样均被点亮，具体不再赘述。
同理，端口P_port1和端口P_port2分别连接三相电动机定子绕组的第一对绕组端口，端口S_port1和端口S_port2分别连接三相电动机定子绕组的第二对绕组端口，其分析过程和结果也与上述相似，具体不再赘述。
如附图8所示，为本发明检测三相电动机定子绕组第二种接法另一个局部等效运行电路示意图，其工作过程为，参照和延续附图7的工作过程，端口Sn上的信号从高电平转换为低电平的过程中，
同样假设第一对绕组端口支路先行工作，其电感会抑制电流的减小，则会在第一对绕组端口之间产生感应电压Up，并通过三相电动机定子磁路在第三对绕组端口之间感应出电压Us，这样会形成如图8虚线所示的环路，根据基尔霍夫电压定律，产生的定量关系是
由于UR11与UR22相等，则公式（7）可以进一步简化为
Up与Us是相加的定量关系，也会在环路中产生环流，即灯泡D1与灯泡D2均会被点亮；
同理，当第三对绕组端口支路先行工作时，灯泡D1与灯泡D2同样均被点亮，具体不再赘述。
同理，端口P_port1和端口P_port2分别连接三相电动机定子绕组的第一对绕组端口，端口S_port1和端口S_port2分别连接三相电动机定子绕组的第二对绕组端口，其分析过程和结果也与上述相似，具体不再赘述。
综上所述，（1）同时检测三相电动机定子绕组第一对绕组端口和第三对绕组端口，当检测模块灯泡被点亮时，则说明检测模块的端口P_port2与端口S_port1所连接绕组端口均为对应相绕组的首端，相对的，端口P_port1与端口S_port2所连接绕组端口均为对应相绕组的尾端；当检测模块的灯泡不亮时，说明检测模块的端口P_port1与端口S_port1所连接的绕组端口均为对应相绕组的首端，相对的，端口P_port2与端口S_port2所连接绕组端口均为对应相绕组的尾端；
（2）同理，同时检测三相电动机定子绕组第一对绕组端口和第二对绕组端口，与上述结论相同。
如附图9所示，为本发明检测三相电动机定子绕组第一种接法的一个具体实例，依据上述原理进行接线，上电后，灯泡D1与灯泡D2均不亮，说明检测模块的端口P_port1与端口S_port1所连接三相电动机定子绕组绕组端口U1和绕组端口W1均为对应相绕组的首端，端口P_port2与端口S_port2所连接三相电动机定子绕组绕组端口U2和绕组端口W2均为对应相绕组的尾端。
如附图10所示，为本发明检测三相电动机定子绕组第二种接法的一个具体实例，依据上述原理进行接线，上电后，灯泡D1与灯泡D2均被点亮，说明检测模块的端口P_port2与端口S_port1所连接三相电动机定子绕组绕组端口U1和绕组端口W1均为对应相绕组的首端，端口P_port1与端口S_port2所连接三相电动机定子绕组绕组端口U2和绕组端口W2均为对应相绕组的尾端。
Claims (2)
1.基于自激振荡器的三相电动机定子绕组首尾端检测装置，其特征在于，包括自激振荡器、光电驱动模块和检测模块；
所述自激振荡器，用于产生交变的三角波信号或锯齿波信号；包含偏置电阻R1、充放电电容C1、三极管Q1、三极管Q2；所述三极管Q1为NPN型三极管，所述三极管Q2为PNP型三极管；其中，偏置电阻R1的一端与电源VCC1相连，偏置电阻R1的另一端与充放电电容C1的一端和三极管Q1的基极相连，充放电电容C1的另一端与三极管Q2的集电极相连，其连接点设置为端口Sm，用于输出交变的三角波信号或锯齿波信号，三极管Q2的发射极与电源VCC1相连，三极管Q2的基极与三极管Q1的集电极相连，三极管Q1的发射极与电源地GND1相连；
所述光电驱动模块，用于传递、隔离所述自激振荡器与所述检测模块之间的电信号，匹配两者之间不同的工作电源电压，驱动所述检测模块和待测三相电动机定子绕组；包含光电耦合器U1，限流电阻R2和MOS管Q3；所述光电耦合器U1为三极管型光电耦合器；所述MOS管Q3为N沟道MOSFET管；其中，光电耦合器U1一次侧内的发光二极管阳极与所述端口Sm相连，光电耦合器U1一次侧内的发光二极管阴极与限流电阻R2的一端相连，限流电阻R2的另一端与电源地GND1相连，光电耦合器U1二次侧内的三极管集电极与MOS管Q3的漏极和电源VCC2相连，光电耦合器U1二次侧内的三极管发射极与MOS管Q3的栅极相连，MOS管Q3的源极设置为端口Sn，用于以开关信号的形式驱动检测模块；
所述检测模块，用于通过灯泡的亮与灭来判断所连接待测三相电动机定子绕组首尾端；包含灯泡D1、灯泡D2、限流电阻R11和限流电阻R22；所述限流电阻R11和限流电阻R22的阻值相等；其中，灯泡D1的一端与灯泡D2的一端和所述端口Sn相连，灯泡D1的另一端设置为端口S_port1，灯泡D2的另一端设置为端口P_port1，限流电阻R11的一端设置为端口P_port2，限流电阻R22的一端设置为端口S_port2，限流电阻R11的另一端与限流电阻R22的另一端和电源地GND2相连；另外，待测三相电动机定子绕组的每一相端口为一对，共分为三对，依次设置为第一对绕组端口、第二对绕组端口和第三对绕组端口；第一对绕组端口分别为绕组端口U1和绕组端口U2；第二对绕组端口分别为绕组端口V1和绕组端口V2；第三对绕组端口分别为绕组端口W1和绕组端口W2；端口P_port1和端口P_port2分别用于连接第一对绕组的两个端口，端口S_port1和端口S_port2分别用于连接第二对绕组端口和第三对绕组端口其中的一对绕组端口。
2.根据权利要求1所述基于自激振荡器的三相电动机定子绕组首尾端检测装置，其特征在于，所述灯泡D1、灯泡D2至少一个替换为由两个反并联的发光二极管组成的指示灯。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220913 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |