CN220475739U - 一种适用于绕线式电机保护器的信号采集放大电路 - Google Patents
一种适用于绕线式电机保护器的信号采集放大电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220475739U CN220475739U CN202321653801.9U CN202321653801U CN220475739U CN 220475739 U CN220475739 U CN 220475739U CN 202321653801 U CN202321653801 U CN 202321653801U CN 220475739 U CN220475739 U CN 220475739U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- differential amplifier
- resistor
- circuit
- motor protector
- output end
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000001012 protector Effects 0.000 title claims abstract description 29
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 6
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种适用于绕线式电机保护器的信号采集放大电路，包括差分放大器、AD采样电路；绕线式电机保护器所需的电信号送入到差分放大器的第一输入端，所述差分放大器的第二输入端经电阻R2接地；差分放大器的第一输入端经电阻R3连接至差分放大器的第一输出端；所述差分放大器的第二输出端经电阻R4连接至其第二输出端；差分放大器的第一输出端经串联的电容C3、电阻R5后连接至AD采样电路的一个输入端；差分放大器的第二输出端经依次串联的电容C4、R6后连接至AD采样电路的另一个输入端；所述AD采样电路的输出端输出采样后的电信号。本方案采用专用芯片实现信号的采样放大，使得采集的信号更加可靠，不易被干扰。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种适用于绕线式电机保护器的信号采集放大电路。
背景技术
随着微电子技术的快速发展，目前市场上各种高性能集成电路也日益增多，这为推出绕线式电机保护设计提供了很好的解决方案。由于中大型电机的造价比较昂贵，维修费高，又是生产的重要设备，一旦发生故障将造成重大损失，因此，对它们实施有效的保护十分重要。传统的实施保护的策略是基于对检测的电流等数据进行分析后输出控制策略，如专利申请号为201511030758.0的电机保护电路和控制电机保护电路的方法，该电机保护电路包括：分压电阻和采样电阻；控制芯片，分压电阻的一端接入控制芯片，采样电阻的两端都接入控制芯片，用于在检测到分压电阻两端的电压值大于预设电压值的情况下，将电源电压稳定为预设电压值，和/或在检测到流经采样电阻的电流值大于预设电流值的情况下，发出关断信号；场效应晶体管，栅极接入控制芯片，源极接入采样电阻的一端连接，用于根据控制芯片产生的关断信号进行关断。本发明解决了现有技术中电源保护电路依靠笨重的电感器、电容器、保险丝或瞬态电压抑制器来防止电源电压电流突变对设备及控制电路的损害的技术问题。
由上专利可以看出，对电机的保护依赖于采样电阻对电机运行状态中的电压值的采集，并基于电压来输出对应的保护控制动作。可靠保护的前提条件是检测到准确的电压或电流等电信号数据，传统的采集检测电路较为简单如上述专利中介绍的采样电阻直接输入到芯片中信号，对采样电阻的电信号无任何处理，这样的采样电路过于简单会造成采集的数据有干扰甚至错误，而且由于绕线式电机的工作特点，常用于频繁启动场合，且启动电流大，对电网和其它设备冲击大，工作环境较恶劣，信号干扰大。传统的信号采集处理电路无法使用，容易被干扰。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于绕线式电机保护器的信号采集放大电路，用于解决现有技术绕线式电机电流、电压、温度信号采集电路较为简单，容易受到干扰的缺陷。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种适用于绕线式电机保护器的信号采集放大电路，包括差分放大器、AD采样电路；
所述绕线式电机保护器所需的电信号送入到差分放大器的第一输入端，所述差分放大器的第二输入端经电阻R2接地；
所述差分放大器的第一输入端经电阻R3连接至差分放大器的第一输出端；所述差分放大器的第二输出端经电阻R4连接至其第二输出端；
差分放大器的第一输出端经串联的电容C3、电阻R5后连接至AD采样电路的一个输入端；差分放大器的第二输出端经依次串联的电容C4、R6后连接至AD采样电路的另一个输入端；所述AD采样电路的输出端输出采样后的电信号。
所述采集放大电路还包括电阻R7、R8、R9，在电阻R5和AD采样电路之间引出端子经电阻R7连接至正电源；正电源与电阻R7之间引出端子经电容C5接地；在电阻R6和AD采样电路之间引出端子经电阻R9连接至负电源；负电源与电阻R9之间引出端子经电容C6接地；
所述AD采样电路的两个输入端之间通过可调电阻R8连接在一起。
所述AD采样电路为AD574芯片电路。
所述差分放大器采用型号为AD8138的差分放大器芯片实现。
所述绕线式电机保护器所需的电信号包括电机的电流信号、电压信号、温度信号。
电机的电流信号、电压信号、温度信号经VMOS开关电路连接至差分放大器的第一输入端。
本实用新型的优点在于：采用专用芯片实现信号的采样放大，使得采集的信号更加可靠，不易被干扰；整个电路采用的硬件较少，成本低，但是可以实现可靠的信号采集放大，对于电机保护器的动作提供了可靠的数据基础；通过VMOS开关电路可以实现三切一操作，实现通过一个采样放大电路实现三种数据的采集放大输出，进一步节省成本。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本实用新型的采样放大电路的原理图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
绕线式电机保护器需要根据传感器采集的信号来进行保护动作，传感器采集的信号包括电流信号、电压信号、温度信号，如何可靠稳定的将这些信号送入到电机保护器中至关重要，在采集中需要保证信号尽可能的避免干扰，因此本申请通过采集信号进行放大、AD采样后送入到电机保护器中从而实现更好的信号采集。
如图1所示，一种适用于绕线式电机保护器的信号采集放大电路，包括差分放大器、AD采样电路；
绕线式电机保护器所需的电信号送入到差分放大器的第一输入端，差分放大器的第二输入端经电阻R2接地；
差分放大器的第一输入端经电阻R3连接至差分放大器的第一输出端；所述差分放大器的第二输出端经电阻R4连接至其第二输出端；
差分放大器的第一输出端经串联的电容C3、电阻R5后连接至AD采样电路的一个输入端；差分放大器的第二输出端经依次串联的电容C4、R6后连接至AD采样电路的另一个输入端；所述AD采样电路的输出端输出采样后的电信号。
差分放大器采用型号为AD8138的差分放大器芯片实现，信号经电阻R1后输入到芯片的1号引脚，放大器的正负电源端口分别对应的连接+5V电源和-5V电源，并分别经过电容C1、C2接地；放大器芯片的8号引脚经电阻R2接地；放大器芯片1号引脚经电阻R3连接至4号引脚，8号引脚经电阻R4连接至5号引脚；4号引脚经电容C3、R5连接至AD采样的第一输入端；5号引脚经电容C4、R6连接至AD采样的第二输入端；
在电阻R5和AD采样电路之间引出端子经电阻R7连接至正电源；正电源与电阻R7之间引出端子经电容C5接地；在电阻R6和AD采样电路之间引出端子经电阻R9连接至负电源；负电源与电阻R9之间引出端子经电容C6接地；AD采样电路的两个输入端之间通过可调电阻R8连接在一起。
本申请的AD采样电路为AD574采样芯片，其引脚13、14分别为其第一、第二输入引脚。
绕线式电机保护器所需的电信号包括电机的电流信号、电压信号、温度信号，分别对应通过前置处理电路等获取，通过前置处理电路获取得到的电机的电流信号、电压信号、温度信号经VMOS开关电路连接至差分放大器的第一输入端。其中VMOS可以为三个，分别对应一个信号的控制输入，通过MOS的通断方式控制电流信号、电压信号、温度信号之一输入到放大器芯片中。
其工作过程为：当采集的电流、电压、温度等信号通过VMOS开关电路切换其中之一进入放大器中进行放大处理后，在经过AD采用进行转换成数字信号输出给电机保护器使用，从而实现了对于信号的采集放大和传输，因电路的特性而实现稳定可靠、抗干扰能力强的特点。
本实用新型专利的目的在于设计一种信号采集电路，解决绕线式电机保护器对电流、电压、温度等信号采集的速率要求高的问题。实现对绕线式电机的电压、电流、温度等模拟信号，快速、完整、可靠的高速信号采集转换，确保对绕线式电机有效可靠准确的保护。
绕线式电机保护器需要采集的信号有，三相电流、三相电压、温度信号，由单片机W77E58控制VMOS开关电路，按时序分别将各信号送入采样放大电路输入端。该采用放大电路采用双电源供电，差分放大器共模设置为中间电压值，R7、R8和R9组成了直流偏置电路，可调节输出信号电平。通过将R5和R6保持在相对于R8的较小值，电位计可轻松调整两个输出信号之间的差值。由于R7和R9相等，输出端的交流共模也不会在调整R8时受到影响。R5、R6和R8共同组成了AD8138放大器输出端分压器的一部分。R5和R6尽可能选用最小值，以便最大程度地减小输出衰减，以及最大程度的降低每个输出端的峰-峰电平在调节R8时受到的影响。若R8短接，R5和R6也能提供最小负载，以保护放大器输出。电容C3和C4可以将直流偏置和放大器的共模输出相隔离，放大后的信号送A/D转换AD574输入端进行A/D转换。
本设计采用双差分输入的差动放大器AD8138，具有很高的共模抑制比,且内部有一个数字高通滤波器，可以通过管脚HPF提供一个低电平使该滤波器有效，这样芯片可以消除直流偏移，另外芯片还带有溢流监测器，当模拟信号输入电压幅度过大时可以直接溢出，自动调整前端放大电路的增益。在输入回路中接RC滤波器、降低输入输出阻抗、可靠接地和合理的屏蔽等措施。本设计很好的解决了绕线式电机对三相电压、三相电流、电机温度等模拟信号实时采集，该电路已在ZRDB型智能绕线式电机保护器上使用，效果很好。
相对于其它运算放大器，AD8138在差分信号处理方面有了很大提高。AD8138可以用作单端至差分放大器或差分至差分放大器。它像运算放大器一样易于使用，并且大大简化了差分信号放大与驱动。提供差分信号，谐波失真在现有差分放大器中最低。AD8138具有独特的内部反馈特性，可以提供输出增益和相位匹配平衡，从而抑制偶数阶谐波。它无需使用变压器去驱动，具有高性能ADC,并保留低频和直流信息。内部反馈电路则可以使外部增益设置电阻不匹配的任何相关增益误差最小。
在Vocm引脚上施加电压便可调整差分输出的共模电平，从而使驱动单电源ADC的输入信号可轻松实现电平转换。快速过载恢复则可确保采样精度。AD8138拥有良好的失真性能，成为通信系统的理想ADC驱动器足以在较高频率条件下驱动最新型的10位至16位转换器。高带宽和IP3特性使它适合用作中频及基带信号链中的增益模块。出色的失调和动态性能则使该器件特别适合各种信号处理与数据采集应用。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种适用于绕线式电机保护器的信号采集放大电路，其特征在于：包括差分放大器、AD采样电路；
绕线式电机保护器所需的电信号送入到差分放大器的第一输入端，所述差分放大器的第二输入端经电阻R2接地；
所述差分放大器的第一输入端经电阻R3连接至差分放大器的第一输出端；所述差分放大器的第二输出端经电阻R4连接至其第二输出端；
差分放大器的第一输出端经串联的电容C3、电阻R5后连接至AD采样电路的一个输入端；差分放大器的第二输出端经依次串联的电容C4、R6后连接至AD采样电路的另一个输入端；所述AD采样电路的输出端输出采样后的电信号。
2.如权利要求1所述的一种适用于绕线式电机保护器的信号采集放大电路，其特征在于：
所述采集放大电路还包括电阻R7、R8、R9，在电阻R5和AD采样电路之间引出端子经电阻R7连接至正电源；正电源与电阻R7之间引出端子经电容C5接地；在电阻R6和AD采样电路之间引出端子经电阻R9连接至负电源；负电源与电阻R9之间引出端子经电容C6接地；
所述AD采样电路的两个输入端之间通过可调电阻R8连接在一起。
3.如权利要求1或2所述的一种适用于绕线式电机保护器的信号采集放大电路，其特征在于：
所述AD采样电路为AD574芯片电路。
4.如权利要求1或2所述的一种适用于绕线式电机保护器的信号采集放大电路，其特征在于：
所述差分放大器采用型号为AD8138的差分放大器芯片实现。
5.如权利要求1或2所述的一种适用于绕线式电机保护器的信号采集放大电路，其特征在于：
所述绕线式电机保护器所需的电信号包括电机的电流信号、电压信号、温度信号。
6.如权利要求5所述的一种适用于绕线式电机保护器的信号采集放大电路，其特征在于：
电机的电流信号、电压信号、温度信号经VMOS开关电路连接至差分放大器的第一输入端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321653801.9U CN220475739U (zh) | 2023-06-26 | 2023-06-26 | 一种适用于绕线式电机保护器的信号采集放大电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321653801.9U CN220475739U (zh) | 2023-06-26 | 2023-06-26 | 一种适用于绕线式电机保护器的信号采集放大电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220475739U true CN220475739U (zh) | 2024-02-09 |
Family
ID=89800238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202321653801.9U Active CN220475739U (zh) | 2023-06-26 | 2023-06-26 | 一种适用于绕线式电机保护器的信号采集放大电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN220475739U (zh) |
-
2023
- 2023-06-26 CN CN202321653801.9U patent/CN220475739U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2360345C (en) | An amplifier circuit for correction of interference in the output signal | |
| CN108768380B (zh) | 一种传感器的调理电路 | |
| CN110376989B (zh) | 一种基于大数据的工业控制系统 | |
| CN210142143U (zh) | 一种高精度的电流采样电路 | |
| CN110501625B (zh) | 一种igbt饱和管压降在线测量电路 | |
| CN208506629U (zh) | 一种基于远端反馈的供电电路 | |
| CN110190817A (zh) | 一种基于pin二极管的磁共振用射频放大器线性度调试方法 | |
| CN108459645A (zh) | 恒定电流控制环路及电子负载 | |
| CN220475739U (zh) | 一种适用于绕线式电机保护器的信号采集放大电路 | |
| CN108226654A (zh) | 一种全自动介质损耗测量系统 | |
| CN109212448B (zh) | 自稳零电路 | |
| US7468636B2 (en) | Radio frequency power amplifier | |
| US20220082592A1 (en) | Current detection circuit for loudspeaker | |
| CN216873165U (zh) | 一种探测器电路 | |
| CN107482925B (zh) | 一种变频恒流源输出电路 | |
| CN108418563A (zh) | 一种功率放大器的反馈控制电路 | |
| CN106559058A (zh) | 一种复数滤波器及其自动频率调谐电路 | |
| Ivanov et al. | Universal programmable DC amplifier for low frequency noise measurements | |
| CN212470258U (zh) | 一种手持激光焊枪的控制系统 | |
| CN1193483C (zh) | 产生驱动电源的方法和装置 | |
| CN200989920Y (zh) | 电能质量测试仪信号调理电路 | |
| CN211263685U (zh) | 一种igbt饱和管压降在线测量电路 | |
| CN210514514U (zh) | 应用于配电终端的小信号采集电路 | |
| CN208043902U (zh) | 一种变频器输出电流采样电路 | |
| CN220732370U (zh) | 一种行波高低压供电电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |