專利名稱：多路電器繞組多種故障檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種緊急保護(hù)電路裝置。
電動機(jī)的故障可大致分為兩大類，一是由于過負(fù)荷引起的單一的過電流故障，二是非過負(fù)荷原因類故障，如電網(wǎng)缺相、繞組內(nèi)部斷相，匝間短路、繞組接殼、轉(zhuǎn)子掃堂、轉(zhuǎn)子繞組斷路或鋁槽斷槽等。現(xiàn)普遍采用熱繼電器等過流保護(hù)器，根據(jù)電動機(jī)工作電流大小，對電動機(jī)實施保護(hù)，第一類故障得到了一定的控制。例如，中國實用新型專利申請9Z211910.4號所公開的一種電動機(jī)綜合保護(hù)器，其電子線路是由外電源接口、電源電路、電流信號檢測器、反時限延時器、速斷調(diào)整電路、抗干擾驅(qū)動自動復(fù)位電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和故障信號指示元件等組成，其工作原理即是采集和檢測電動機(jī)的工作電流信號，實現(xiàn)對電動機(jī)的保護(hù)。但是，對第二類故障，即非過負(fù)荷原因類故障，則是現(xiàn)有各種保護(hù)器不能較好保護(hù)或是根本無法保護(hù)的。有的保護(hù)器即使能對第二類故障的某些項(不是全部)進(jìn)行保護(hù)，也是每一個電動機(jī)需一個保護(hù)器，即屬于分離式保護(hù)裝置，而不能同時對多臺電動機(jī)進(jìn)行集中監(jiān)控。為了對電動機(jī)等電器進(jìn)行全面保護(hù)和集中監(jiān)控，有必要提供一種新型的故障監(jiān)測裝置。
本實用新型的目的即是提供一種通過與外設(shè)的計算機(jī)配合使用，對電動機(jī)等電器進(jìn)行全面保護(hù)和集中監(jiān)控的多路電器繞組多種故障檢測儀。
本實用新型的多路電器繞組多種故障檢測儀具有外電源接口、電源電路和檢測信號接口，并特別地設(shè)置有振蕩電路、隔離變壓器信號耦合輸出電路、檢測選通電路、隔離變壓器初次級信號檢出電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、計算機(jī)接口電路和信號輸出接口。其中，振蕩電路具有輸出端，隔離變壓器信號耦合輸出電路具有輸入端、檢測信號輸出端和振蕩信號輸出端，檢測選通電路具有檢測信號輸入端、檢測信號輸出端、交流電源輸入端和選通控制信號輸入端，隔離變壓器初次級信號檢出電路具有振蕩信號輸入端、中斷申請信號輸出端和采樣信號輸出端，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路具有采樣信號輸入端和數(shù)據(jù)輸出端，計算機(jī)接口電路具有數(shù)據(jù)輸入端、總線端和選通信號輸出端，電源電路具有交流電源輸入端和中斷申請信號輸出端。上述振蕩電路的輸出端接隔離變壓器信號耦合輸出電路的輸入端。隔離變壓器信號耦合輸出電路的檢測信號輸出端接檢測選通電路的檢測信號輸入端，隔離變壓器信號耦合輸出電路的振蕩信號輸出端接隔離變壓器初次級信號檢出電路的振蕩信號輸入端。檢測選通電路的檢測信號輸出端與檢測信號接口相接，檢測選通電路的交流電源輸入端和電源電路的交流電源輸入端同接外電源接口，檢測選通電路的選通控制信號輸入端與計算機(jī)接口電路的選通信號輸出端相接。隔離變壓器初次級信號檢出電路的采樣信號輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的采樣信號輸入端。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的數(shù)據(jù)輸出端與計算機(jī)接口電路的數(shù)據(jù)輸入端相接。隔離變壓器初次級信號檢出電路的中斷申請信號輸出端、電源電路的中斷申請信號輸出端和計算機(jī)接口電路的總線端同與信號輸出接口相接。在使用本實用新型的檢測儀前，可將外接電源接口與外電源相接，將檢測信號接口與欲檢測的電器(如電動機(jī))相接，并利用信號輸出接口同外設(shè)的計算機(jī)之控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線相聯(lián)。這樣，在本檢測儀工作時，由振蕩電路產(chǎn)生的振蕩信號經(jīng)其輸出端進(jìn)入隔離變壓器信號耦合輸出電路。同時，利用計算機(jī)程序控制，外設(shè)的計算機(jī)經(jīng)計算機(jī)接口電路的選通信號輸出端向檢測選通電路輸入控制信號，使檢測選通電路選擇某個電器作為檢測對象，檢測選通電路中與該電器相對應(yīng)的檢測支路即被選通。進(jìn)入隔離變壓器信號耦合輸出電路的振蕩信號作為檢測信號輸入檢測選通電路，經(jīng)檢測選通電路中的被選通檢測支路、被檢測電器繞組形成回路，相應(yīng)使隔離變壓器初次級信號檢出電路在隔離變壓器信號耦合輸出電路的振蕩信號輸出端測得被檢測電器繞組的電感值，并將該值送入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再經(jīng)計算機(jī)接口電路送入外設(shè)的計算機(jī)進(jìn)行處理。外設(shè)的計算機(jī)利用該電器繞組的正常電感值與所測得值進(jìn)行比較，即可判斷該電器是否出現(xiàn)故障，從而實現(xiàn)對該電器的監(jiān)控和保護(hù)。當(dāng)外設(shè)的計算機(jī)依次使檢測選通電路中的各檢測支路選通時，即可對與各檢測支路相對應(yīng)的電器繞組進(jìn)行檢測監(jiān)控。在本實用新型的檢測選通電路中，可根據(jù)實際需要并列設(shè)置多條檢測支路，從而可使各檢測支路分別與不同的欲監(jiān)控電器相連，達(dá)到對多路電器繞組的故障實施檢測的目的。
因此，本實用新型的檢測儀與外設(shè)的計算機(jī)配合使用，可依次對各被保護(hù)電動機(jī)繞組及類似電器的電感值進(jìn)行在線精密檢測和分析，對各被監(jiān)控電器的各類故障進(jìn)行檢測判斷。由于所有前述非過負(fù)荷原因類故障均將引起電動機(jī)繞組電感值的變化，因而采用本檢測儀可對其保護(hù)的所有電動機(jī)所發(fā)生的各種非過負(fù)荷原因類故障進(jìn)行監(jiān)控。同樣，對其它各類電器，如若發(fā)生故障時伴有繞組電感值的變化，也可采用本檢測儀，通過對其電感值的檢測來實現(xiàn)故障檢測。另外，由于本檢測儀是將各電器的各類故障(除單一的過負(fù)荷故障外)統(tǒng)一地以其電感值的變化為依據(jù)進(jìn)行逐個檢測分析和判斷，從而使運(yùn)用現(xiàn)代計算機(jī)軟硬件技術(shù)，將各個電器的保護(hù)裝置及其輔助聯(lián)線一起制作成為一個結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、保護(hù)功能齊全的整體成為可能?？赏垢麟娖髟O(shè)備的保護(hù)裝置實現(xiàn)統(tǒng)一化、集成化和多能化，從而打破現(xiàn)有各電器的保護(hù)裝置保護(hù)對象單一、保護(hù)功能單一及需分散現(xiàn)場安裝、分別調(diào)試的局限。
本實用新型的內(nèi)容結(jié)合以下實施例作更進(jìn)一步的說明，但本實用新型的內(nèi)容不僅限于實施例中所涉及的內(nèi)容。


圖1是實施例中多路電器繞組多種故障檢測儀的電路框圖。
圖2～5是電路圖。
如圖1所示，實施例中的多路電器繞組多種故障檢測儀具有外電源接口1、電源電路2和檢測信號接口3，并特別地設(shè)置有振蕩電路4、隔離變壓器信號耦合輸出電路5、檢測選通電路6、隔離變壓器初次級信號檢出電路7、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8、計算機(jī)接口電路9和信號輸出接口10。其中，振蕩電路4具有輸出端；隔離變壓器信號耦合輸出電路5具有輸入端、檢測信號輸出端和振蕩信號輸出端；檢測選通電路6具有檢測信號輸入端、檢測信號輸出端、交流電源輸入端和選通控制信號輸入端；隔離變壓器初次級信號檢出電路7具有振蕩信號輸入端、中斷申請信號輸出端和采樣信號輸出端；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8具有采樣信號輸入端和數(shù)據(jù)輸出端；計算機(jī)接口電路9具有數(shù)據(jù)輸入端、總線端和選通信號輸出端；電源電路2具有交流電源輸入端和中斷申請信號輸出端。上述振蕩電路4的輸出端接隔離變壓器信號耦合輸出電路5的輸入端。隔離變壓器信號耦合輸出電路5的檢測信號輸出端接檢測選通電路6的檢測信號輸入端，隔離變壓器信號耦合輸出電路5的振蕩信號輸出端接隔離變壓器初次級信號檢出電路7的振蕩信號輸入端。檢測選通電路6的檢測信號輸出端與檢測信號接口3相接，檢測選通電路6的交流電源輸入端和電源電路2的交流電源輸入端同接外電源接口1，檢測選通電路6的選通控制信號輸入端與計算機(jī)接口電路9的選通信號輸出端相接。隔離變壓器初次級信號檢出電路7的采樣信號輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8的采樣信號輸入端。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8的數(shù)據(jù)輸出端與計算機(jī)接口電路9的數(shù)據(jù)輸入端相接。隔離變壓器初次級信號檢出電路7的中斷申請信號輸出端、電源電路2的中斷申請信號輸出端和計算機(jī)接口電路9的總線端同與信號輸出接口10相接。在本實施例中，為滿足所選用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的控制要求，在模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8中增設(shè)了啟動控制信號輸入端和轉(zhuǎn)換完畢信號輸出端。與此相對應(yīng)，在計算機(jī)接口電路9中增設(shè)了啟動控制信號輸出端和轉(zhuǎn)換完畢信號輸入端。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8增設(shè)的啟動控制信號輸入端與計算機(jī)接口電路9增設(shè)的啟動控制信號輸出端相接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8增設(shè)的轉(zhuǎn)換完畢信號輸出端與計算機(jī)接口電路9增設(shè)的轉(zhuǎn)換完畢信號輸入端相接。
如圖2～5所示，在本實例中，外電源接口1即接點JXA、JXB、JXC和JXO；電源電路2由三端穩(wěn)壓器IC11～I(xiàn)C17和三極管Q1、Q2、二極管D200～D213、電阻R200～R205、電容C200～C213構(gòu)成；檢測信號接口3即接點JX1和JX2；振蕩電路4由音頻放大器IC1、晶振J1、電阻R001～R005、電容C001～C003和二極管D001、D002構(gòu)成；隔離變壓器信號耦合輸出電路5由電容C004、變壓器繞組L1、L2、L4、電感線圈L3和二極管D003～D006構(gòu)成；檢測選通電路6由光電隔離器G0～G2、功率場效應(yīng)管(VDMOS管)V0～V2、放電管FD101～FD109、電阻R100～R104、電容C100～C104、二極管D101～D109、電感L6和電源變壓器T3構(gòu)成；隔離變壓器初次級信號檢出電路7由電壓跟隨器IC2、IC3、模擬采樣保持器IC4、IC5、運(yùn)算放大器IC6、電壓比較器IC7、IC8、晶振J2、J3、二極管D007、D008、電容C005～C009、電阻R006～R018和變壓器繞組L5構(gòu)成；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8由模擬開關(guān)電路IC9、模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC10、和電容C010、C012構(gòu)成；計算機(jī)接口電路9由鎖存器IC18～I(xiàn)C21、譯碼器IC22、IC26、計數(shù)器IC23、與非門IC24、或門IC25和反相器IC27構(gòu)成；信號輸出接口10即計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)插接口JP。另外，上述振蕩電路4的輸出端即音頻放大器IC1之4腳；隔離變壓器信號耦合輸出電路5的輸入端為變壓器T1的初級線圈L1，其檢測信號輸出端為CX1、CX2，其振蕩信號輸出端為變壓器T1的初、次級線圈L1、L2；檢測選通電路6的檢測信號輸入端為CX1、CX2，其檢測信號輸出端為二極管D108和D109的陽極，其交流電源輸入端為A′、B′、C′、O′，其選通控制信號輸入端為CN0～CN2；隔離變壓器初次級信號檢出電路7的振蕩信號輸入端為電壓跟隨器IC2的3腳和IC3的3腳(即IC2和IC5的輸入端)，其中斷申請信號輸出端為CT1，采樣信號輸出端為模擬采樣保持器IC4的8腳和IC5的8腳；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8的采樣信號輸入端為模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC10的15腳和16腳，其數(shù)據(jù)輸出端為模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC10的1～6腳和19～28腳，其啟動控制信號輸入端為CT3～CT7，其轉(zhuǎn)換完畢信號輸出端為模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC10的7腳；計算機(jī)接口電路9的數(shù)據(jù)輸入端為鎖存器IC18和IC19的3、4、7、8、13、14、17、18腳，其總線端包括數(shù)據(jù)總線DX、地址總線AX和控制總線CX，其選通信號輸出端為譯碼器IC22的7腳和9～15腳，其啟動控制信號輸出端為鎖存器IC21的2、5、6腳，其轉(zhuǎn)換完畢信號輸入端為反相器IC27的11腳；電源電路2的交流電源輸入端為CX3～CX9，其中斷申請信號輸出端為電壓比較器IC11的7腳。
如圖2所示，本實施例中的電源電路2共提供三組電源，即模擬電源(地符號為
)、數(shù)字電源(地符號為)及VDMOS管的柵極驅(qū)動電源(地符號為
)，各組電源均由三端穩(wěn)壓濾波形成。為滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC10對供電順序及保護(hù)的要求，在數(shù)字電源中加有由三極管Q1、Q2、電阻R200、R201、R212和二極管D212組成的電路，使+5V的數(shù)字電壓在+12V電源正常時方能供出，并保證先對模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC10供±12V電源，再供+5V電源。另外，由電源變壓器輔出的CX10、CX11被送入電壓比較器IC11與地進(jìn)行同相位比較并把IC11的輸出即CT2與計算機(jī)接口電路中的IRQ4相接，供外設(shè)的計算機(jī)對自己所進(jìn)行的檢測時間以工頻周波為單位進(jìn)行計數(shù)。如圖4所示，在檢測選通電路6中，CX2與各VDMOS管(如V0、V1、V2等)的源極相連。市電的A、B、C三相電由二極管D101、D102、D103進(jìn)行共陽整流后，經(jīng)電感線圈L6、電阻R100與CX2相連。CX2還與用于驅(qū)動VDMOS管柵極的隔離電源地
相連。電容C104、電感L6并聯(lián)諧振于由CX1、CX2輸入的振蕩信號的振蕩頻率。CX1經(jīng)隔離電容C100～Cl03與三相電網(wǎng)相連。在本故障檢測儀工作前，可先從欲檢測監(jiān)控的電器處引出檢測線，并使之與檢測信號接口3中的檢測接點相連。同時，利用信號輸出接口9同外設(shè)的計算機(jī)之控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線相聯(lián)。假設(shè)欲檢測的電器為三角形聯(lián)結(jié)式電動機(jī)DJ1，可將其三相繞組中點OAC、OAB和OBC經(jīng)三個二極管進(jìn)行共陰極整流后，由其整流共陰點引檢測線與檢測信號接口3的檢測接點JX2相接，進(jìn)而與檢測選通電路6中由二極管D109、功率場效應(yīng)管(VDMOS管)V2、放電管FD109、光電隔離器G2和電阻R104構(gòu)成的檢測支路相連通。假設(shè)欲檢測的電器為星形聯(lián)結(jié)式電動機(jī)DJ2，可由其三相繞組星點引檢測線與檢測信號接口3的檢測接點JX1相接，進(jìn)而與檢測選通電路6中由二極管D108、VDMOS管V1、放電管FD108、光電隔離器G1和電阻R103構(gòu)成的檢測支路相連通。需要指出的是，本實用新型可設(shè)置多個與上類似的檢測接點和與之對應(yīng)的檢測支路，以便對多個(本例中為兩個)電器進(jìn)行檢測監(jiān)控。各檢測支路均是由光電隔離器G、VDMOS管V、放電管FD和二極管D共同組成，由各電動機(jī)引出的各檢測線分別與某檢測支路中二極管的陽極相連即可。此處，與VDMOS管串聯(lián)的二極管D是為防止由VDMOS管內(nèi)寄生二極管形成電流回路而設(shè)置的。設(shè)置放電管FD的目的是防止與之并聯(lián)的元件受高壓而損壞。另外，檢測選通電路6中二極管D104～D106、電阻R101、光電隔離器G0和VDMOS管V0組成的電路是為檢測通道進(jìn)行自檢而設(shè)置的。
本實施例中的故障檢測儀工作時，振蕩電路4產(chǎn)生的振蕩信號由音頻放大器IC1的第4腳輸出，經(jīng)變壓器T1的初級繞組L1、電容C004、電感L3到模擬地，形成變壓器T1的初級電流。經(jīng)變壓器T1耦合到其次級的振蕩信號，經(jīng)變壓器T1的次級繞組L2，檢測變壓器T2的初級L4，由CX1、CX2傳輸?shù)綑z測選通電路6。在檢測選通電路6中，當(dāng)各VDMOS管均處于截止?fàn)顟B(tài)時，由電工原理可知，與已投入運(yùn)行的被檢測監(jiān)控電器(本例中即為電動機(jī)DJ1和DJ2)的檢測線相連的VDMOS管在電動機(jī)繞組電網(wǎng)正常的情況下均承受漏—源極間正向電壓。通過外設(shè)的計算機(jī)經(jīng)信號輸出接口9向CN0、CN1和CN2輸入選通控制信號，可使某一檢測支路中的VDMOS管被選通，該檢測支路亦即被選通。當(dāng)某一VDMOS管被選通時，則有直流電經(jīng)相應(yīng)的被檢測電動機(jī)繞組、被選通檢測支路和電阻R100、電感L6、二極管D101～D103到電網(wǎng)形成回路。同時，上述由CX1、CX2輸入的振蕩信號由CX2經(jīng)被選通檢測支路、被檢測電動機(jī)繞組、電網(wǎng)和電容C100～C103到CX1形成回路。此時，當(dāng)被選通檢測支路為與電動機(jī)引出檢測線相連的VDMOS管時，檢測值為被檢測繞組與檢測支路的電感值之和。當(dāng)選通VDMOS管V0時，檢測值為檢測通道的自身電感值，從而可利用外設(shè)計算機(jī)的數(shù)字處理功能，消除檢測支路自身電感值對檢測結(jié)果的影響，得到被檢測繞組的電感值。在上述由CX1、CX2輸入的振蕩信號由CX2經(jīng)被選通檢測支路、被檢測電動機(jī)繞組、電網(wǎng)和電容C100～C103到CX1形成回路的同時，變壓器T1的初級電流也在流過電感L3時形成被檢測信號，直接輸入隔離變壓器信號耦合輸出電路5中的電壓跟隨器IC2。電壓跟隨器IC2的輸出經(jīng)晶振J2濾除干擾后，進(jìn)入采樣保持器IC4。另外，變壓器T1的次級電流在流過變壓器T2的初級繞組L4時，也在其次級繞組L5兩端形成被檢測信號，并直接輸入電壓跟隨器IC3。電壓跟隨器IC3的輸出經(jīng)晶振J3濾除干擾后，進(jìn)入采樣保持器IC5。此后，晶振J3的輸出一路進(jìn)入由運(yùn)算放大器IC6組成的電壓跟隨電路，本實施例中選測量振頻為20KHZ，故運(yùn)算放大器IC6組成的電壓跟隨電路對該振蕩信號有進(jìn)行90度移相的作用。運(yùn)算放大器IC6的輸出經(jīng)電阻R013、電容C009送入電壓比較器IC7與零電位進(jìn)行同相位電壓比較，在晶振J3輸出過峰值時，運(yùn)算放大器IC6輸出過零，電壓比較器IC7輸出開始躍變。同時，晶振J3的輸出之另一路經(jīng)R016進(jìn)入電壓比較器IC8，與由電阻R017、R018分壓所得的正電壓進(jìn)行同相位電壓比較。當(dāng)電壓比較器IC8輸由為正時，可認(rèn)為此時晶振J3的輸出為檢測信號，而不是干擾信號。將電壓比較器IC7、IC8的輸出信號由二極管D007、D008進(jìn)行邏輯與，到達(dá)中斷申請信號輸出端CT1。當(dāng)CT1為正時，一方面使模擬采樣保持器IC4、IC5開始對其輸入采樣保持，另一方面通過信號輸出接口10向外設(shè)的計算機(jī)輸出中斷申請信號，通知計算機(jī)開始啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換。在此過程中，在CT1為正時，模擬采樣保持器IC5采樣值為T3輸出振蕩信號的正峰值，模擬采樣保持器IC4采樣保持值為晶振J2輸出振蕩信號中與晶振J3輸出振蕩信號同相分量的峰值，也就是以變壓器T1的次級電流相位為基準(zhǔn)，對變壓器T1初、次級電流進(jìn)行同相檢測。在本實施例電路中，采用檢測振頻為20KHZ，故利用運(yùn)算放大器IC6的固有頻響特性組成電路，對輸入進(jìn)行90度移相。若不采用此檢測振頻，則應(yīng)另選適當(dāng)?shù)囊葡嚯娐贰Ｓ赡M采樣保持器IC4輸出的采樣保持值直接進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8中模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC10的模擬輸入端(15腳)，在外設(shè)的計算機(jī)響應(yīng)由CT1發(fā)出的中斷后，即通過計算機(jī)接口電路9，對模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8的啟動控制信號輸入端CT3輸入高電平，閉合模擬開關(guān)電路IC9內(nèi)的模擬開關(guān)，使模擬采樣保持器IC5的采樣保持值進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC10的基準(zhǔn)電壓輸入端，并對CT5輸入一正脈沖，啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換。此時CT7電位由低變高，使計算機(jī)接口電路9中的計數(shù)器產(chǎn)生符合模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC10需要的時鐘脈沖，模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC10開始進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。在模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC10轉(zhuǎn)換完畢時，CT7由高電平變低電平，此信號通過計算機(jī)接口電路9中的電路進(jìn)行反相后，申請外設(shè)的計算機(jī)中斷，并讓外設(shè)的計算機(jī)通過計算機(jī)接口電路9，對轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行讀取(本例中轉(zhuǎn)換結(jié)果為CZ0到CZ15的16位數(shù)據(jù))。外設(shè)的計算機(jī)然后通過計算機(jī)接口電路9對CT3輸入低電平，打開模擬開關(guān)電路IC9內(nèi)模擬開關(guān)，以保護(hù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC10。在本實施例中，計算機(jī)接口電路9是以與IBM-PC/AT總線及I/O通道相聯(lián)接而設(shè)計的。當(dāng)工作時，與非門IC24、或門IC25、譯碼器IC26在控制信號10W、10R和DEN的控制下，對地址信號進(jìn)行譯碼，產(chǎn)生Y0到Y(jié)7的控制信號。其中Y0為鎖存器IC18和IC19的輸出允許控制信號。當(dāng)Y0為高電平時，鎖存器IC18、IC19的輸出端對地呈高阻態(tài)。當(dāng)Y0為低電平時，模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果CZ0至CZ15經(jīng)鎖存器IC18、IC19傳輸?shù)綌?shù)據(jù)總線，供外設(shè)的計算機(jī)讀取。Y3經(jīng)反相器IC27反相后成為Y3，輸入鎖存器IC21的數(shù)據(jù)鎖存允許控制端。外設(shè)的計算機(jī)由數(shù)據(jù)總線對鎖存器IC21輸入鎖存各種數(shù)據(jù)，以完成對模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5的控制。譯碼電路IC22的輸出為檢測選通電路3中各光電隔離器的驅(qū)動輸入端。Y4經(jīng)反相器IC27反相后成為Y4，輸入鎖存器IC20的數(shù)據(jù)鎖存允許控制端。外設(shè)的計算機(jī)通過對鎖存器IC20輸入鎖存不同的數(shù)據(jù)，即改變譯碼器IC22的輸入數(shù)據(jù)，來選擇檢測不同的檢測對象。計數(shù)器IC23在CT7的控制下對總線輸出的OSC信號進(jìn)行8分頻，形成模數(shù)轉(zhuǎn)換電路IC10進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換所需要的脈沖信號CT4。模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC10的模數(shù)轉(zhuǎn)換完畢，中斷申請信號經(jīng)反相器IC27反相成為CT7后輸入控制總線的IRQ5腳。請求模數(shù)轉(zhuǎn)換信號CT1與控制總線的IRQ3連接。模數(shù)轉(zhuǎn)換所進(jìn)行的工頻周波計數(shù)申請信號與IRQ4連接。在本實施例中，把檢測儀內(nèi)的地址、數(shù)據(jù)總線及控制線與信號輸出接口10中符合IBM-PC/AT總線順序標(biāo)準(zhǔn)的計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)插接口JP相連。通過插接口JP與外設(shè)的計算機(jī)之?dāng)U展槽相連接，即可把外設(shè)計算機(jī)的總線引入本檢測儀。
在本實施例中，由于模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8中所選模數(shù)轉(zhuǎn)換器IC10的型號為AD676，該種模數(shù)轉(zhuǎn)換器在工作時要求向其輸入啟動控制信號和向外輸出轉(zhuǎn)換完畢信號，因此在模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8中增設(shè)了啟動控制信號輸入端和轉(zhuǎn)換完畢信號輸出端。與此相對應(yīng)，在計算機(jī)接口電路9中增設(shè)了啟動控制信號輸出端和轉(zhuǎn)換完畢信號輸入端。當(dāng)IC10選用不要求向其輸入啟動控制信號和向外輸出轉(zhuǎn)換完畢信號的其它型號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(如AD0809型)，同時在IC5的輸出端8腳與地之間接一導(dǎo)通電壓小于0.3V的陽極接地的二極管(以防止負(fù)壓輸入IC10的16腳)時，就可不在模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8中增設(shè)啟動控制信號輸入端和轉(zhuǎn)換完畢信號輸出端，并相應(yīng)地不在計算機(jī)接口電路9中增設(shè)啟動控制信號輸出端和轉(zhuǎn)換完畢信號輸入端，同時還可去掉為IC10提供脈沖信號的計數(shù)器IC23和對IC10進(jìn)行保護(hù)的模擬開關(guān)電路IC9。
從以上檢測儀的工作過程可以得知，本實用新型的檢測儀與外設(shè)的計算機(jī)相配合，即可實現(xiàn)對多路電器繞組(如電動機(jī)等電器的繞組)的多種故障進(jìn)行監(jiān)控，從而對電器實施全面保護(hù)和集中監(jiān)控。本檢測儀的功能是檢測信號采集和對檢測信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)計算機(jī)與電器繞組之間的聯(lián)接。需要說明的是，外設(shè)的計算機(jī)不屬于本實用新型的內(nèi)容，但外設(shè)的計算機(jī)需對所采集的數(shù)字信號進(jìn)行以下處理第一步，使本檢測儀檢測選通電路6中的VDMOS管V0導(dǎo)通，在設(shè)定的檢測周波時間內(nèi)對本檢測儀的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和平均值處理。
第二步，導(dǎo)通除V0外的其它VDMOS管，在設(shè)定的檢測周波時間內(nèi)對本檢測儀的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并用每次采集值減去上述第一步所得的平均值。
利用電工原理對本檢測儀進(jìn)行數(shù)學(xué)分析可知，第一步檢測值為檢測信號通誕的等效電感值，第二步檢測值為被檢測繞組的電感瞬時值。
在已知被檢測電器為正常時，人為通知計算機(jī)，對第二步檢測得的繞組電感瞬時值，在設(shè)定的檢測周波時間內(nèi)，進(jìn)行平均值處理，并存入寄存器，作為以后對該電器進(jìn)行故障判斷的參考值。在以后的故障檢測時間內(nèi)，把在設(shè)定的檢測周波時間內(nèi)檢測得的繞組電感平均值一上述在已知電器正常時存入寄存器的繞組電感平均值相比較，對電器繞組的故障進(jìn)行檢測。
另外，可把在某一段時間(如0.3MS)內(nèi)檢測得的繞組電感平均值與上述在電器正常時的繞組電感平均值相比較，對電器繞組的斷續(xù)性故障(即在時間上斷續(xù))進(jìn)行檢測。
同時，還可由第二步檢測得的繞組電感瞬時值進(jìn)行頻域或頻幅分析等，對電器繞組的故障進(jìn)行檢測。
在被檢測電器不投入運(yùn)行時，其檢測值可視為無窮大，因此本檢測儀還具有判斷電器工作與否的附加功能。
還需指出的是，在本實施例中，是以對三相交流電動機(jī)的故障檢測為例來進(jìn)行說明的。但是，對同一交流系統(tǒng)中的其它電器，如單相電動機(jī)、交流接觸器線圈、電磁鐵線圈等來說，只要該電器在發(fā)生故障時會引起繞組電感值的變化，便可把該電器的中點引出，送至本檢測儀的檢測選通電路6，納入本檢測儀的檢測保護(hù)范圍。
對已實施接地的電器，可利用供電電纜內(nèi)不用的零線連接由電器繞組引出的檢測點和本檢測儀的檢測選通電路。
另外，通過以下方法，便可把實施例中用于三相交流電網(wǎng)中電器的故障檢測儀，改成適用于直流系統(tǒng)設(shè)備的故障檢測儀1、把共陰整流二極管D104、D105、D106的共陰點接到直流電源的正極，把共陽整流二極管D101、D102、D103的共陽點，接到直流電源的負(fù)極，取消以上六個二極管及與之并聯(lián)的放電管，取消三相交流電網(wǎng)。
2、將檢測振蕩信號由CX1點經(jīng)兩電容(作用與電容C100～C103相內(nèi))引到電源的正極和負(fù)極，CX2點與各點的聯(lián)接不變。
3、將直流系統(tǒng)電器中的欲檢測電器繞組的中點引到檢測選通電路。
權(quán)利要求1.一種多路電器繞組多種故障檢測儀，具有外電源接口、電源電路和檢測信號接口，其特征是設(shè)置有振蕩電路、隔離變壓器信號耦合輸出電路、檢測選通電路、隔離變壓器初次級信號檢出電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、計算機(jī)接口電路和信號輸出接口，振蕩電路具有輸出端，隔離變壓器信號耦合輸出電路具有輸入端、檢測信號輸出端和振蕩信號輸出端，檢測選通電路具有檢測信號輸入端、檢測信號輸出端、交流電源輸入端和選通控制信號輸入端，隔離變壓器初次級信號檢出電路具有振蕩信號輸入端、中斷申請信號輸出端和采樣信號輸出端，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路具有采樣信號輸入端和數(shù)據(jù)輸出端，計算機(jī)接口電路具有數(shù)據(jù)輸入端、總線端和選通信號輸出端，電源電路具有交流電源輸入端和中斷申請信號輸出端，所述振蕩電路的輸出端接隔離變壓器信號耦合輸出電路的輸入端，隔離變壓器信號耦合輸出電路的檢測信號輸出端接檢測選通電路的檢測信號輸入端，隔離變壓器信號耦合輸出電路的振蕩信號輸出端接隔離變壓器初次級信號檢出電路的振蕩信號輸入端，檢測選通電路的檢測信號輸出端與檢測信號接口相接，檢測選通電路的交流電源輸入端和電源電路的交流電源輸入端同接外電源接口，檢測選通電路的選通控制信號輸入端與計算機(jī)接口電路的選通信號輸出端相接，隔離變壓器初次級信號檢出電路的采樣信號輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的采樣信號輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的數(shù)據(jù)輸出端與計算機(jī)接口電路的數(shù)據(jù)輸入端相接，隔離變壓器初次級信號檢出電路的中斷申請信號輸出端、電源電路的中斷申請信號輸出端和計算機(jī)接口電路的總線端同與信號輸出接口相接。
專利摘要一種多路電器繞組多種故障檢測儀,具有外電源接口、電源電路和檢測信號接口,其特征是設(shè)置有振蕩電路、隔離變壓器信號耦合輸出電路、檢測選通電路、隔離變壓器初次級信號檢出電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、計算機(jī)接口電路和信號輸出接口。本檢測儀與外設(shè)的計算機(jī)配合使用,可依次對各被保護(hù)電器繞組的電感值進(jìn)行在線精密檢測和分析,對電動機(jī)等電器進(jìn)行全面保護(hù)和集中監(jiān)控,并特別地可對電動機(jī)所發(fā)生的各種非過負(fù)荷原因類故障進(jìn)行監(jiān)控。
文檔編號G01R31/02GK2298525SQ9720756
公開日1998年11月25日 申請日期1997年2月3日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月3日
發(fā)明者胡正林 申請人:胡正林