一種電機轉速獲取電路及變頻器的製作方法
2023-05-25 16:14:36 3
專利名稱：一種電機轉速獲取電路及變頻器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電機控制領域，尤其涉及一種電機轉速獲取電路及變頻器。
背景技術：
目前，電機被廣泛應用於機電自動化領域，因此常常需要對電機進行轉速控制，這就需要用到變頻器。在變頻器對電機進行驅動之前，均需要檢測電機的實際轉速。現有技術是通過在電機中安裝多個與變頻器連接的位置傳感器對電機轉速進行檢測，然而，使用多個位置傳感器會降低電機的穩定性，且由於位置傳感器普遍採用響應速度慢和測量精度低的霍爾元件，會進而影響對電機轉速的測量精度，此外，位置傳感器的價格普遍較高。因此，現有技術存在測量精度低，影響電機的穩定性且成本高的問題。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供ー種電機轉速獲取電路，g在解決現有技術所存在的測量精度低，影響電機的穩定性且成本高的問題。本實用新型是這樣實現的，一種電機轉速獲取電路，包括微處理器，所述電機轉速獲取電路還包括第一輸入端和第二輸入端分別接入電機三相輸入交流電中的任意兩相輸入交流電，對所述任意兩相輸入交流電進行分壓隔離的高阻隔離單元；側接於所述高阻隔離單元的第一輸出端，對所述高阻隔離單元的第一輸出端輸出的交流電進行電壓鉗位的第一鉗位單元；側接於所述高阻隔離單元的第二輸出端，對所述高阻隔離單元的第二輸出端輸出的交流電進行電壓鉗位的第二鉗位單元； 第一輸入端和第二輸入端分別與所述高阻隔離單元的第一輸出端和第二輸出端相連接，對經過所述第一鉗位單元和所述第二鉗位單元鉗位處理的交流電進行降壓和濾波處理的降壓濾波単元；輸入端接所述降壓濾波單元的輸出端，將所述降壓濾波單元輸出的正弦波電信號調整為矩形波電信號的波形調整單元；輸入端接所述波形調整單元的輸出端，輸出端接所述微處理器的檢測端，對所述波形調整單元輸出的矩形波交流電進行限流和穩壓處理的限流穩壓單元。本實用新型的另一目的還在於提供ー種包括所述電機轉速獲取電路的變頻器。在本實用新型中，通過採用包括所述高阻隔離單元、所述第一鉗位單元、所述第二鉗位單元、所述降壓濾波單元、所述波形調整單元以及所述限流穩壓單元的電機轉速獲取電路，對電機三相輸入交流電中的任意兩相輸入交流電進行分壓隔離、鉗位處理、降壓濾波及波形調整後輸出一矩形波電信號至所述微處理器，由所述微處理器根據所述矩形波電信號的頻率生成對應的電機轉速數據，從而實現了對電機實時轉速的快速獲取，測量精度高，且電路成本低，解決了現有技術所存在的測量精度低，影響電機的穩定性且成本高的問題。
圖I示出了本實用新型實施例提供的電機轉速獲取電路的模塊結構圖；圖2示出了本實用新型實施例提供的電機轉速獲取電路的示例電路圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一歩詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。圖I示出了本實用新型實施例提供的電機轉速獲取電路的模塊結構，為了便於說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分，詳述如下 電機轉速獲取電路包括微處理器700，該電機轉速獲取電路還包括第一輸入端和第二輸入端分別接入電機三相輸入交流電中的任意兩相輸入交流電(此處選V相電壓和W相電壓)，對該任意兩相輸入交流電進行分壓隔離的高阻隔離單元100。側接於高阻隔離單元100的第一輸出端，對高阻隔離單元100的第一輸出端輸出的交流電進行電壓鉗位的第一鉗位單元200。側接於高阻隔離單元100的第二輸出端，對高阻隔離單元100的第二輸出端輸出的交流電進行電壓鉗位的第二鉗位單元300。第一輸入端和第二輸入端分別與高阻隔離單元100的第一輸出端和第二輸出端相連接，對經過第一鉗位單元200和第二鉗位單元300鉗位處理的交流電進行降壓和濾波處理的降壓濾波単元400。輸入端接降壓濾波單元400的輸出端，將降壓濾波單元400輸出的正弦波電信號調整為矩形波電信號的波形調整單元500。輸入端接波形調整單元500的輸出端，輸出端接微處理器700的檢測端，對波形調整単元500輸出的矩形波交流電進行限流和穩壓處理的限流穩壓單元600。圖2示出了本實用新型實施例提供的電機轉速獲取電路的示例電路結構，為了便於說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分，詳述如下作為本實用新型ー實施例，高阻隔離單元100包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8及電容Cl ；電阻Rl的第一端為高阻隔離單元100的第一輸入端，電阻Rl的第二端接電阻R2的第一端，電阻R3連接於電阻R2的第二端和電阻R4的第一端之間，電阻R4的第二端為高阻隔離單元100的第一輸出端，電阻R5的第一端為高阻隔離單元100的第二輸入端，電阻R5的第二端接電阻R6的第一端，電阻R7連接於電阻R6的第二端和電阻R8的第一端之間，電阻R8的第二端為高阻隔離單元100的第二輸出端，電容Cl連接於電阻R4的第二端與電阻R8的第二端之間。作為本實用新型ー實施例，第一鉗位單元200包括ニ極管Dl和ニ極管D2，ニ極管Dl的陽極和ニ極管D2的陰極均與高阻隔離單元100的第一輸出端相連接，ニ極管Dl的陰極接+15V直流電源，ニ極管D2的陽極接-15V直流電源。[0030]作為本實用新型ー實施例，第二鉗位單元300包括ニ極管D3和ニ極管D4，ニ極管D3的陽極和ニ極管D4的陰極均與高阻隔離單元100的第二輸出端相連接，ニ極管D3的陰極接+15V直流電源，ニ極管D4的陽極接-15V直流電源。作為本實用新型ー實施例，降壓濾波單元400包括運算放大器U1、電容C2、電阻R9、電阻R10、電容C3、電容C4、電容C5、電阻R11、電阻R12、電阻R13以及電容C6 ；運算放大器Ul的反相輸入端和同相輸入端分別為降壓濾波単元400的第一輸入端和第二輸入端，運算放大器的正電源端和負電源端分別與+15V直流電源和-15V直流電源相連接，電容C2連接於運算放大器Ul的反相輸入端與輸出端之間，電阻R9的第一端接運算放大器Ul的反相輸入端，電阻RlO連接於電阻R9的第二端與運算放大器Ul的輸出端之間，電容C3連接於運算放大器Ul的正電源端與地之間，電容C4連接於運算放大器Ul的負電源端與地之間，電容C5連接於運算放大器Ul的同相輸入端與地之間，電阻Rll連接於運算放大器Ul的同相輸入端與電阻R12的第一端之間，電阻R12的第二端接地，電阻R13的第一端接運算放大器Ul的輸出端，電阻R13的第二端為降壓濾波單元400的輸出端，電容C6連接於電阻R13的第二端與地之間。作為本實用新型ー實施例，波形調整單元500包括電阻R14、運算放大器U2、電阻R15、電阻R16及電阻R17 ；電阻R14的第一端為波形調整單元500的輸入端，電阻R14的第二端接運算放大器U2的反相輸入端，運算放大器U2的同相輸入端同時與電阻R15的第一端及電阻R16的第一端相連接，電阻R15的第二端接地，電阻R17連接於電阻R16的第二端與運算放大器U2的輸出端之間，運算放大器U2的輸出端為波形調整單元500的輸出端。作為本實用新型ー實施例，限流穩壓單元600包括電阻R18、電容C7及穩壓ニ極管ZDl,電阻R18的第一端和第二端分別為限流穩壓單元600的輸入端和輸出端，電容C7的第一端同時與電阻R18的第二端及穩壓ニ極管ZDl的陰極相連接，電容C7的第二端和穩壓ニ極管ZDl的陽極均接地。以下結合工作原理對電機轉速獲取電路作進ー步說明首先，電阻Rl的第一端和電阻R5的第一端分別引入電機三相輸入交流電中的任意兩相交流電(此處選V相電壓和W相電壓)，通過由電阻R1、電阻R2、電阻R3及電阻R4構成的一路高阻隔離支路和由電阻R5、電阻R6、電阻R7及電阻R8構成的另一路高阻隔離支路分別對引入的任意兩相交流電(V相電壓和W相電壓)進行分壓隔離，並通過電容Cl進行濾波處理後輸出至運算放大器Ul的反相輸入端和同相輸入端。然後由ニ極管Dl與ニ極管D2構成的第一鉗位單元200和由ニ極管D3與ニ極管D4構成的第二鉗位單元300分別對運算放大器Ul的反相輸入端和同相輸入端的輸入交流電進行電壓鉗位，並通過由電 容C2、電阻R9及電阻RlO構成的有源濾波子電路和由電容C5、電阻Rll及電阻R12構成的有源濾波子電路對運算放大器Ul的的反相輸入端和同相輸入端的輸入交流電進行濾波處理，從而保證運算放大器Ul的輸入電壓穩定無幹擾。由於運算放大器Ul、電阻R9和電阻RlO還構成了反饋迴路，能夠將運算放大器Ul的輸出交流電的電壓降低(R1+R2+R3+R4V(R11+R12)倍，從而獲得電壓幅度較低的正弦波電信號，以滿足後續電路的工作需要。運算放大器Ul輸出的正弦波電信號經過電阻R13與電容C6構成的無源濾波子電路濾波後通過電阻R14進入運算放大器U2的反相輸入端，運算放大器U2將該正弦波電信號調整為與其電壓幅度一致的矩形波電信號，然後將該矩形波電信號輸出至限流穩壓單元600，通過電阻R18限流和穩壓ニ極管ZDl的穩壓處理後獲得微處理器700所需要接收的具備一定幅值的矩形波電信號，最後由微處理器700對該具備一定幅值的矩形波電信號進行頻率獲取後生成對應的電機轉速數據，從而達到獲取電機轉速的目的。本實用新型實施例的另一目的還在於提供ー種包括上述電機轉速獲取電路的變頻器。在本實用新型實施例中，通過採用包括高阻隔離單元100、第一鉗位單元200、第ニ鉗位單元300、降壓濾波単元400、波形調整單500以及限流穩壓單元600的電機轉速獲取電路，對電機三相輸入交流電中的任意兩相輸入交流電進行分壓隔離、鉗位處理、降壓濾 波及波形調整後輸出一矩形波電信號至所述微處理器，由微處理器700根據所述矩形波電信號的頻率生成對應的電機轉速數據，從而實現了對電機實時轉速的快速獲取，測量精度高，且電路成本低，解決了現有技術所存在的測量精度低，影響電機的穩定性且成本高的問題。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.ー種電機轉速獲取電路，包括微處理器，其特徵在幹，所述電機轉速獲取電路還包括 第一輸入端和第二輸入端分別接入電機三相輸入交流電中的任意兩相輸入交流電，對所述任意兩相輸入交流電進行分壓隔離的高阻隔離單元； 側接於所述高阻隔離單元的第一輸出端，對所述高阻隔離單元的第一輸出端輸出的交流電進行電壓鉗位的第一鉗位單元； 側接於所述高阻隔離單元的第二輸出端，對所述高阻隔離單元的第二輸出端輸出的交流電進行電壓鉗位的第二鉗位單元； 第一輸入端和第二輸入端分別與所述高阻隔離單元的第一輸出端和第二輸出端相連接，對經過所述第一鉗位單元和所述第二鉗位單元鉗位處理的交流電進行降壓和濾波處理 的降壓濾波單元； 輸入端接所述降壓濾波單元的輸出端，將所述降壓濾波單元輸出的正弦波電信號調整為矩形波電信號的波形調整單元； 輸入端接所述波形調整單元的輸出端，輸出端接所述微處理器的檢測端，對所述波形調整單元輸出的矩形波交流電進行限流和穩壓處理的限流穩壓單元。
2.如權利要求I所述的電機轉速獲取電路，其特徵在於，所述高阻隔離單元包括 電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8及電容Cl ； 所述電阻Rl的第一端為所述高阻隔離單元的第一輸入端，所述電阻Rl的第二端接所述電阻R2的第一端，所述電阻R3連接於所述電阻R2的第二端和所述電阻R4的第一端之間，所述電阻R4的第二端為所述高阻隔離單元的第一輸出端，所述電阻R5的第一端為所述高阻隔離單元的第二輸入端，所述電阻R5的第二端接所述電阻R6的第一端，所述電阻R7連接於所述電阻R6的第二端和所述電阻R8的第一端之間，所述電阻R8的第二端為所述高阻隔離單元的第二輸出端，所述電容Cl連接於所述電阻R4的第二端與所述電阻R8的第二端之間。
3.如權利要求I所述的電機轉速獲取電路，其特徵在於，所述第一鉗位單元包括ニ極管Dl和ニ極管D2，所述ニ極管Dl的陽極和所述ニ極管D2的陰極均與所述高阻隔離單元的第一輸出端相連接，所述ニ極管Dl的陰極接+15V直流電源，所述ニ極管D2的陽極接-15V直流電源。
4.如權利要求I所述的電機轉速獲取電路，其特徵在於，所述第二鉗位單元包括ニ極管D3和ニ極管D4，所述ニ極管D3的陽極和所述ニ極管D4的陰極均與所述高阻隔離單元的第二輸出端相連接，所述ニ極管D3的陰極接+15V直流電源，所述ニ極管D4的陽極接-15V直流電源。
5.如權利要求I所述的電機轉速獲取電路，其特徵在於，所述降壓濾波單元包括 運算放大器U1、電容C2、電阻R9、電阻R10、電容C3、電容C4、電容C5、電阻R11、電阻R12、電阻R13以及電容C6 ； 所述運算放大器Ul的反相輸入端和同相輸入端分別為所述降壓濾波單元400的第一輸入端和第二輸入端，所述運算放大器的正電源端和負電源端分別與+15V直流電源和-15V直流電源相連接，所述電容C2連接於所述運算放大器Ul的反相輸入端與輸出端之間，事實上電阻R9的第一端接所述運算放大器Ul的反相輸入端，所述電阻RlO連接於所述電阻R9的第二端與所述運算放大器Ul的輸出端之間，所述電容C3連接於所述運算放大器Ul的正電源端與地之間，所述電容C4連接於所述運算放大器Ul的負電源端與地之間，所述電容C5連接於所述運算放大器Ul的同相輸入端與地之間，所述電阻Rll連接於所述運算放大器Ul的同相輸入端與所述電阻R12的第一端之間，所述電阻R12的第二端接地，所述電阻R13的第一端接所述運算放大器Ul的輸出端，所述電阻R13的第二端為所述降壓濾波単元的輸出端，所述電容C6連接於所述電阻R13的第二端與地之間。
6.如權利要求I所述的電機轉速獲取電路，其特徵在於，所述波形調整單元包括 電阻R14、運算放大器U2、電阻R15、電阻R16及電阻R17 ； 所述電阻R14的第一端為所述波形調整單元的輸入端，所述電阻R14的第二端接所述運算放大器U2的反相輸入端，所述運算放大器U2的同相輸入端同時與所述電阻R15的第一端及所述電阻R16的第一端相連接，所述電阻R15的第二端接地，所述電阻R17連接於所述電阻R16的第二端與所述運算放大器U2的輸出端之間，所述運算放大器U2的輸出端為所述波形調整單元的輸出端。
7.如權利要求I所述的電機轉速獲取電路，其特徵在於，所述限流穩壓單元包括電阻R18、電容C7及穩壓ニ極管ZD1，所述電阻R18的第一端和第二端分別為所述限流穩壓單元的輸入端和輸出端，所述電容C7的第一端同時與所述電阻R18的第二端及所述穩壓ニ極管ZDl的陰極相連接，所述電容C7的第二端和所述穩壓ニ極管ZDl的陽極均接地。
8.一種變頻器，其特徵在於，所述變頻器包括如權利要求I至7任意一項所述的電機轉速獲取單元。
專利摘要本實用新型屬於電機控制領域，提供了一種電機轉速獲取電路及變頻器。在本實用新型中，通過採用包括高阻隔離單元、第一鉗位單元、第二鉗位單元、降壓濾波單元、波形調整單元以及限流穩壓單元的電機轉速獲取電路，對電機三相輸入交流電中的任意兩相輸入交流電進行分壓隔離、鉗位處理、降壓濾波及波形調整後輸出一矩形波電信號至微處理器，由微處理器根據矩形波電信號的頻率生成對應的電機轉速數據，從而實現了對電機實時轉速的快速獲取，測量精度高，且電路成本低，解決了現有技術所存在的測量精度低，影響電機的穩定性且成本高的問題。
文檔編號H02P27/04GK202406086SQ201120508179
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月8日 優先權日2011年12月8日
發明者李朝 申請人:深圳市正弦電氣有限公司