一種全電子式電機轉矩實時檢測電路制造技術

本發明專利技術涉及一種全電子式電機轉矩實時檢測電路，包括電機三相電源接線U、V、W，還包括CPU、電壓互感器、電流互感器、峰值檢波電路、電流放大及峰值檢波電路、第一過零比較器、第二過零比較器、相對編碼器，根據該電路測出實時電壓、電流、電壓電流相位角、電機轉速，通過計算得出實時轉矩。

【技術實現步驟摘要】
一種全電子式電機轉矩實時檢測電路
本專利技術涉及電機轉矩檢測領域，具體公開一種全電子式電機轉矩實時檢測電路。
技術介紹
隨著現代科技的進步與發展，在機械制造、自動控制、航空航天以及國防等眾多領域已大量使用了力矩電機。生產科研的實踐要求力矩電機具有較高的可靠、穩定性、可控性以及節能環保性，其中在運轉平穩性方面要求電機轉矩波動要小，所以在電機轉矩波動情況的檢測過程中，如何提高檢測可靠性是非常關鍵的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于：為解決以上問題提供一種結構簡單、實用的全電子式電機轉矩實時檢測電路。本專利技術所采用的技術方案是這樣的：一種全電子式電機轉矩實時檢測電路，包括電機三相電源接線U、V、W，還包括CPU、電壓互感器、電流互感器、峰值檢波電路、電流放大及峰值檢波電路、第一過零比較器、第二過零比較器、相對編碼器，所述電壓互感器與所述三相電源接線任意兩相電源接線連接，所述電壓互感器輸出兩路信號，一路與所述第二過零比較器連接后再與CPU連接，一路與所述峰值檢波電路連接后再與CPU連接；所述電流互感器與所述三相電源接線任意一相連接，所述電流互感器輸出兩路信號，一路與所述第一過零比較器連接后再與CPU連接，一路與所述電流放大及峰值檢波電路連接后再與CPU連接；所述相對編碼器與所述CPU連接，輸出速度方波信號；所述第一過零比較器輸出50Hz方波，與所連接的相電源接線上電流相位一致，所述第二過零比較器輸出50Hz方波，與所連接的所述兩相電源接線上電壓相位一致。進一步地，所述相對編碼器輸出信號頻率與電機轉速成正比。進一步地，所述CPU采用STM32F103系列32位ARM，具有16路12位模數通道，6組16位內部定時器，最大72MHz時鐘。綜上所述，由于采用上述技術方案，本專利技術的有益效果是：本專利技術簡單實用，可優先檢測電機實時轉矩。附圖說明圖1為本專利技術的結構圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步說明。如圖1所示，一種全電子式電機轉矩實時檢測電路，包括電機三相電源接線U、V、W，還包括CPU、電壓互感器、電流互感器、峰值檢波電路、電流放大及峰值檢波電路、第一過零比較器、第二過零比較器、相對編碼器，所述電壓互感器與所述三相電源接線任意兩相電源接線連接，所述電壓互感器輸出兩路信號，一路與所述第二過零比較器連接后再與CPU連接，一路與所述峰值檢波電路連接后再與CPU連接；所述電流互感器與所述三相電源接線任意一相連接，所述電流互感器輸出兩路信號，一路與所述第一過零比較器連接后再與CPU連接，一路與所述電流放大及峰值檢波電路連接后再與CPU連接；所述相對編碼器與所述CPU連接，輸出速度方波信號，所述相對編碼器輸出信號頻率與電機轉速成正比；所述第一過零比較器輸出50Hz方波，與所連接的相電源接線上電流相位一致，所述第二過零比較器輸出50Hz方波，與所連接的所述兩相電源接線上電壓相位一致。所述CPU采用STM32F103系列32位ARM，具有16路12位模數通道，6組16位內部定時器，最大72MHz時鐘。公式：電機電功率電機機械功率PN＝nT/9.55；PN＝ηPD，T＝9.55；其中：PD電機輸入電功率，單位瓦W；U三相電機相電壓有效值，單位伏特V；I三相電機相電流有效值，單位安倍A；電機電壓電流相角，單位度；PN電機輸出機械功率，單位瓦W；n電機輸出軸轉速，單位每分鐘轉速RPM；T電機輸出軸轉矩，單位牛頓米N.m；η電機效率。由上述公式可知，只要實時測出相電壓U,相電流I,電壓電流相位角，電機轉速n,就可計算出實時轉矩，電機效率-轉速(η-n)曲線由電機生產商提供，也可在轉距平臺實際測試獲得。如圖1所示，UVW為電機的供電電源，PT是VW相電壓互感器，CT是W相電流互感器，PA為通用峰值檢波電路，輸出信號UA是經過整定的VW相電壓峰值采樣信號，同樣CA為電流放大及峰值檢波電路，輸出IA是經過整定的W相電流峰值采樣信號，過零比較器U1A輸出PHI為50Hz方波，與W相電流相位一致，過零比較器U1B輸出PHU為50Hz方波，與VW相電壓相位一致，CPU通過外部中斷電路檢測PHI和PHU的上升下降沿，再由內部定時器精確測定兩者之間的時間差，由此計算出相位角。模擬量IA和UA代表相電流和相電壓，經過CPU內部快速模數轉換電路測量出相應的數字量，由于是測量的正弦信號的峰值，所以要轉換成有效值用于公式計算。相對編碼器S由電機帶動旋轉輸出方波信號SPEED，其頻率與電機轉速成正比，由于電機運行一周編碼器S輸出256個方波，CPU測量方波的周期可以精確跟蹤電機轉速n，CPU采用ST公司STM32F103系列32位ARM，具有16路12位模數通道，6組16位內部定時器，最大72MHz時鐘，足以完成系統實時采樣及運算任務。綜上可獲得相電壓U,相電流I,電壓電流相位角，電機轉速n，通過公式計算就可得出電機轉矩。以上所述僅為本專利技術的較佳實施例而已，并不用以限制本專利技術，凡在本專利技術的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本專利技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種全電子式電機轉矩實時檢測電路，包括電機三相電源接線U、V、W，其特征在于：還包括CPU、電壓互感器、電流互感器、峰值檢波電路、電流放大及峰值檢波電路、第一過零比較器、第二過零比較器、相對編碼器，所述電壓互感器與所述三相電源接線任意兩相電源接線連接，所述電壓互感器輸出兩路信號，一路與所述第二過零比較器連接后再與CPU連接，一路與所述峰值檢波電路連接后再與CPU連接；所述電流互感器與所述三相電源接線任意相連接，所述電流互感器輸出兩路信號，一路與所述第一過零比較器連接后再與CPU連接，一路與所述電流放大及峰值檢波電路連接后再與CPU連接；所述相對編碼器與所述CPU連接，輸出速度方波信號。

【技術特征摘要】
1.一種全電子式電機轉矩實時檢測電路，包括電機三相電源接線U、V、W，其特征在于：還包括CPU、電壓互感器、電流互感器、峰值檢波電路、電流放大及峰值檢波電路、第一過零比較器、第二過零比較器、相對編碼器，所述電壓互感器與所述三相電源接線任意兩相電源接線連接，所述電壓互感器輸出兩路信號，一路與所述第二過零比較器連接后再與CPU連接，一路與所述峰值檢波電路連接后再與CPU連接；所述電流互感器與所述三相電源接線任意相連接，所述電流互感器輸出兩路信號，一路與所述第一過零比較器連接后再與CPU連接，一路與所述電流放大及峰值檢波電路...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許建偉，于元文，梅志明，
申請(專利權)人：江蘇金陵自控技術有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32