專利名稱：智能轉差轉速測量儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子儀表，特別是測量異步電動機轉差率的智能型儀表。
轉差率是異步電動機運行時的一個重要物理量。感應線圈法和測速法是測量轉差率常用的兩種方法。在某些情況下，如測試潛水電機和潛水電泵的轉差率，則只能采用感應線圈法測量。感應線圈法其傳感器檢得的信號含有定、轉子感應電流信號，但有用的轉子感應電流信號十分微弱，遠小于50周定子感應電流信號，目前廣泛采用的方案是其一，檢流計法利用磁電式檢流計不反應10赫芝以上交變電勢的特點，指針或光點按轉子頻率而擺動，人工計算指針擺動次數N，同時用秒表測量擺動N次所需時間T，根據公式fN＝N／T，計算出轉子頻率fN。再根據式(1)計算出轉差率S。
S＝fN／fO·(％)………………(1)式中fO為電網頻率其二，測周法用頻率計測出轉子周期TN，再按(2)式計算轉差率S。
S＝TO／TN(％)………………(2)
式中TO為電網周期。
測速法測轉差率是利用測速傳感器和頻率計或測速儀測量轉速，再由(3)式計算出轉差率。
S＝(NO－N)／NO(％)……………………(3)式中NO為異步電機的同步轉速N為異步電動機的轉速目前轉差率的測量，存在著下述問題1.不能直接顯示轉差率S。感應線圈法還不能直接顯示轉速n，而是要經過計算才能得出。
2.轉差率測量精度低。由(2)、(3)式可知，轉差率同電網周期或同步轉速有關，而電網周期在一定范圍內隨機波動，而現有技術中都假定電網頻率為50周代入計算，從而引入誤差。
在感應線圈法的檢流計方案中，由于擺動幅度與信號強弱有關，一旦頻率較高，將難以分辨，因此導入人為誤差。為了減少誤差往往增加擺動次數N，這樣又延長了測量時間。
3.檢流計方案不能測量瞬時轉差率。
4.不便于連機進行自動測試。
5.測速法不適于在水下測量。
本實用新型的目的設計一種利用感應線圈法或測速法，能瞬時測量、直接顯示異步電動機轉差率、轉速；同時測量電網頻率、周期，同步轉速，轉子感應電流頻率和周期的高精度儀表。
為達到上述目的，本實用新型采取的技術方案是使用單片機，采用中斷方式，實時測量電網與轉子感應電流周期。
利用微機高速、高精度運算功能，實時計算并顯示轉差率、轉速，實現實時測量。
測周時鐘選用6MHZ晶振。
感應線圈取得信號的強弱與電機功率、結構工藝及傳感器安裝位置有關，為了保證儀表適應各種場合使用，在模擬部份采用選頻濾波，限幅放大，提高噪聲容限和斯密特電路整形、隔離等技術措施。
采用光電隔離、開關電源、數字濾波等軟硬件抗干擾措施，使儀表能在具有強干擾源的現場可靠工作。
采用并行接口芯片將測試結果輸出，便于連機，實現自動測量。
本實用新型具有下述優(yōu)點1.采用單片微機，將實時測量到的數據經運算后，直接數碼顯示轉差率。
2.單片機選用6MHz晶振，穩(wěn)定性好，測周精度高，克服了各種人為誤差，使整臺儀表穩(wěn)定性好，精度高。
3.采用開關式電源和光電隔離等軟硬件抗干擾措施，適用于強干擾源的場合下穩(wěn)定工作。
4.為只能適用感應線圈法測量轉差率的對象物，如潛水電機，潛水電泵等提供了直接讀數的儀表。
下面結合實施例作進一步說明
圖1為配用感應線圈傳感器的智能轉差轉速測量儀原理圖。
1－感應線圈傳感器；2－選頻濾波器；3－限幅放大器；4－斯密特整形電路；5－光電隔離；6－電網頻率傳感器；7－整形電路(同4)；8－光電隔離(同5)；9－單片計算機；10－并行接口電路。
置于被測電機外殼或端部的感應線圈傳感器(1)，檢得定轉子感應電流信號經濾波器(2)取出轉子信號，限幅放大(3)整形(4)和光電隔離(5)后送單片機(9)中斷輸入端1NTO；傳感器(6)檢得的電網信號經整形(7)隔離(8)后送單片機(9)中斷輸入端1NT1，fO四分頻后作為自校信號。
單片機在軟件控制下測量fN信號N1個周波的周期，同時測量fO信號N2個周波的周期。用多字節(jié)浮點運算程序計算轉速、頻率和轉差，取極對數計算同步轉速。測量結果保存在內存中，結果可隨機由按鍵指定顯示。結果亦可隨機經8155并行接口輸出。
圖2為配測速傳感器的智能轉差轉速測量儀原理圖。
圖中11為測速傳感器。
光電或磁電測速傳感器(11)輸出的脈沖信號經放大(3)整形(4)和隔離(5)后送單片機中斷輸入端1NT。
電網頻率經傳感器(6)整形(7)和隔離后送中端輸入端1NT1。對fO四分頻作為自校信號。
單片機在軟件控制下同時測量f信號N3個周波和fO信號N2個周波的周期。經多字節(jié)浮點二進運算計算出轉差、頻率、周期和轉速，取極對數計算同步轉速。
結果可隨機由按鍵指定顯示。
結果亦可經8155并行接口輸出。
權利要求1.一種測量異步電動機轉差率的智能儀表，其特征是a、應用單片微機，采用感應線圈傳感器(1)輸出信號f′N，經選頻濾波(2)，限幅放大(3)，斯密特電路(4)整形后，送到單片機(9)中斷輸入端1NT0；b、電網電源經傳感器(6)檢測出信號f′o，經斯密特電路(7)整形后送單片機(9)另一中斷輸入端1NT1；c、單片機采用中斷方式，同時測量轉子電流信號fN的N1個周波和電網電流信號fo的N2個周波的周期TN和To，經多字節(jié)浮點運算后，直接數碼顯示轉差率。
2.一種測量異步電動機轉差率的智能儀表，其特征是a、應用單片微機，采用磁電式或光電測速傳感器(11)輸出的轉速信號f′，經限幅放大(3)，斯密特電路(4)整形后，送單片機(9)中斷輸入端1NTO；b、電網電源經傳感器(6)檢測出信號fO′，經斯密特電路(7)整形后，送單片機另一中斷輸入端1NT1；c、單片機采用中斷方式，同時測量轉速信號f的N3個周波的周期和電網頻率fO的N2個周波的周期，經多字節(jié)浮點運算后，直接數碼顯示轉差率。
3.如權利要求1或2所述的智能儀表，其特征是儀表采用開關式直流穩(wěn)壓電源和光電隔離電路。
4.如權利要求1或2所述的智能儀表，其特征是測量數據可經并行接口(10)輸出連機。
5.如權利要求1或2所述的智能儀表，其特征是測量數據用四位發(fā)光數碼管進行十進數浮點顯示。
專利摘要一種測量異步電動機轉差率、轉速的智能型儀表。采用單片機軟硬件技術，利用感應線圈法或測速法，采取選頻濾波，限幅放大和整形、隔離等技術措施以及開關電源，數字濾波等軟硬件抗干擾措施，測量結果用數字顯示并可以輸出連機。具有能直接測量轉差、轉速，測量精度高，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾性能強等優(yōu)點，適用于一切采用感應線圈法或測速法測轉差率的電機。對只能用感應線圈法測轉差率的潛水電泵或電機更顯示其突出的優(yōu)越性。
文檔編號G01P3/42GK2063644SQ8922003
公開日1990年10月10日 申請日期1989年11月15日 優(yōu)先權日1989年11月15日
發(fā)明者姜禮正, 杜春華 申請人:浙江省機電設計研究院