一種無測速傳感器的有刷直流電機測速信號取樣裝置的製作方法
2023-12-11 04:58:37 1
專利名稱：一種無測速傳感器的有刷直流電機測速信號取樣裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種無測速傳感器的有刷直流電機測速信號取樣裝置。
背景技術：
轉速是有刷直流電機的一項重要指標，常用每分鐘轉數表示，即轉/分。測量轉速的方法 很多，但是它們在測量過程中都有一些附加的要求，或者需要與電機的旋轉部分緊密摩擦， 如離心式轉速表測速法、測速發電機測速法；或者需要將電機固定在專門的位置上，如閃光 測速法；或者需要在電機的旋轉部分做上標記，如光電碼盤測速法。雷射都卜勒測速，不需 要上面這些要求，但需要把雷射直射到旋轉體上，而且價格也十分昂貴。在有些場合，如在 流水線上需要快速測定時或電機被組裝為成品後旋轉體完全被遮掩時，以上這些傳統的釆用 轉速傳感器的方法就顯得力不從心了。
有刷直流電機的電樞是一個特殊的旋轉體，旋轉時供電迴路的電流會隨之產生與轉速有 關的脈動，測定該脈動的頻率就可以測得轉速。在現代的文獻中對這種不需要測速傳感器的 測速方法稱之為無傳感器(sensorless)測速。無傳感器測速更確切地講應該稱為無轉速傳感 器測速，這種測速方法一時成了熱門。這種無傳感器的測速方法是上世紀80年代張文海首先 提出的《無線電，1978， (3): 7》。上世紀末，這種無傳感器的測速方法又被重新提出，並逐 漸走向成熟。但是在先技術中，在脈動信號採集上還是離不開釆樣電阻《實用新型專利ZL 200420072460. 7》、串接電流互感器《微電機，1999， 32(1): 36-37》或霍爾片《中小型電機.2001， 28(2): 49-53》，測量時必須將這些電流傳感器串入被測電機的供電線路中。
實用新型內容
為了克服現有的無傳感器有刷直流電機測速必須將被測電機的供電線路斷開，將信號採 集裝置串入供電線路，操作極為不便等缺點，本實用新型公開一種新的無測速傳感器電機測 速的信號取樣裝置，只要將穿心式電流互感器直接鉗在被測電機的供電線路上，不必將被測 電機的供電線路斷開，即可測電機轉速。
一種無測速傳感器的有刷直流電機測速信號的取樣裝置，它包括一穿心式電流互感器， 其特徵在於穿心式電流互感器鐵心由半圓形固定鐵心與半圓形活動鐵心組成鉗形，半圓形 固定鐵心與測試儀主體固定連接，半圓形活動鐵心的一端固接有扳手，半圓形活動鐵心的扳
3手與固結在測試儀主體上的轉軸連接。
電機測速方法當按壓扳手時，半圓形活動鐵心的鉗口張開，將被測電機的供電導線嵌 入鉗口內部作為穿心式電流互感器的一次繞組，穿心式電流互感器的二次繞組纏繞在鐵心上 且與後續電路相連；當放鬆扳手後鐵心閉合，在其二次繞組上產生與初級繞組的脈動電流相 應的感應脈動電流；將感應脈動電流送入低噪聲微弱信號放大器進行信號放大，然後進行信 號採樣，送入微處理器進行時頻域變換和數據處理；最後輸出電機的轉速值，送轉速顯示電 路顯示。
本實用新型的有益效果是，現有的無傳感器測速，在測量時必須將被測電機的供電線路 斷開，串入電流採集裝置，而本實用新型只要將穿心式電流互感器直接鉗在被測電機的供電 線路上即可，不必將被測電機的供電線路斷開，在測量上比現有的無傳感器測速更顯得方便。
圖1為穿心式電流互感器鉗形鐵心結構示意圖2為無測速傳感器有刷直流電機測速的測量電路原理框圖。
1.半圓形固定鐵心，2.半圓形活動鐵心，4.轉軸，5.扳手，7.測試儀主體。 圖中雙點劃線表示按壓扳手時，穿心式電流互感器鉗形活動鐵心張開時的位置。虛線表 示物體被測試儀主體遮掩。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細說明，但本實施例並不用於限制本實用新 型，凡是採用本實用新型的相似方法及其相似變化，均應列入本實用新型的保護範圍。
一種無測速傳感器的電機測速信號取樣裝置，如圖l所示。信號採集採用穿心式電流互 感器，穿心式電流互感器鐵心由半圓形固定鐵心1與半圓形活動鐵心2組成鉗形，半圓形固 定鐵心1與測試儀主體7固定連接，半圓形活動鐵心2的一端固接有扳手5，活動鐵心2和扳 手5可以繞轉軸4轉動。
本實施例半圓形固定鐵心1與半圓形活動鐵心2，由15片衝壓成半圓形的普通矽鋼片疊 成，外有鐵質極靴包裹，矽鋼片寬10mm,鉗口直徑100ram。半圓形活動鐵心2與扳手5連成一 體，可以繞鐵心轉軸4轉動，平時由彈簧使其處於實線位置，用力按壓扳手，則將轉動到雙 點劃線位置，放開扳手，由彈簧作用，又回到實線位置。鐵心端面平整，在實線位置，兩塊鐵心應該有良好的接觸，以減小磁阻。鐵心上繞有二次繞組，由4)0.07mm漆包線繞制，共50圈。
在圖2中，參數設置的用戶界面為主體面板上的設置按鈕，共有2個，按鈕1為磁極數 設置，按鈕2為換向片數設置。測試前需根據被測電機具體的磁極數和換向片數進行設置。
本實用新型的有刷直流電機測速方法是當按壓扳手時，半圓形活動鐵心的鉗口張開， 被測電機的供電導線嵌入鉗口內作為穿心式電流互感器的一次繞組，穿心式電流互感器的二
次繞組纏繞在鐵心上且與後續電路相連；當放鬆扳手後鐵心閉合，在其二次繞組上產生與初 級繞組的脈動電流相應的感應脈動電流；將感應脈動電流依次送入信號放大電路、採樣保持 電路、進行時頻域變換和數據處理，由微處理器完成；微處理器輸出電機的轉速值，送轉速 顯示電路顯示。
在圖2中，脈動電流取樣電路即由穿過鉗口的被測電機供電線路導線、穿心式電流互感 器鉗形鐵心和繞於其上的二次繞組組成，二次繞組兩端接信號放大電路輸入端。信號放大電 路為低噪聲微弱信號放大電路。實施例採用0PA27運放，二級，放大倍數100倍。
本實用新型穿心式電流互感器鐵心，不局限於半圓形，其它形狀變化均屬於本實用新型 保護範圍。
權利要求1. 一種無測速傳感器的有刷直流電機測速信號取樣裝置，它包括一穿心式電流互感器，其特徵在於穿心式電流互感器鐵心由半圓形固定鐵心與半圓形活動鐵心組成鉗形，半圓形固定鐵心與測試儀主體固定連接，半圓形活動鐵心的一端固接有扳手，半圓形活動鐵心的扳手與固結在測試儀主體上的轉軸連接。
專利摘要一種無測速傳感器的電機測速信號取樣裝置，特點是穿心式電流互感器鐵心由半圓形固定鐵心與半圓形活動鐵心組成鉗形，固定鐵心與測試儀主體作固定連接，活動鐵心的一端固接有扳手，活動鐵心和扳手可以繞轉軸轉動。測試時按壓扳手，活動鐵心的鉗口張開，將被測電機的供電導線嵌入鉗口內作為穿心式電流互感器的一次繞組，穿心式電流互感器的二次繞組纏繞在鐵心上且與後續電路相連；放鬆扳手後鐵心閉合，在其二次繞組上產生感應脈動電流；將感應脈動電流進行信號放大、採樣，然後送入微處理器進行數據處理；最後輸出電機的轉速值，送轉速顯示電路顯示。本實用新型不必將被測電機的供電線路斷開，即可對電機測速，極為方便。
文檔編號G01P3/42GK201251583SQ20082006074
公開日2009年6月3日 申請日期2008年8月27日 優先權日2008年8月27日
發明者胡志華, 袁寶國 申請人:上海第二工業大學