一种交流异步绕线电动机的转子频率反馈装置制造方法及图纸

一种用于交流异步绕线电动机的转子频率反馈装置，包括转子信号采样接口电路与信号整形电路相连；信号整形电路与鉴相电路相连；显示电路与显示驱动电路相连；鉴相电路、显示驱动电路、键盘电路、存储器电路、通讯接口电路、脉冲输出电路与CPU相连；采样接口电路、信号整形电路、鉴相电路、显示电路、显示驱动电路、键盘电路、存储器电路、通讯接口电路、脉冲输出电路、CPU集成在一块线路板上，编码器和该线路板集成安装在一个壳体中。本实用新型专利技术实现了交流异步绕线电动机的转子频率反馈装置国产化，降低了国内早期起重机进行定子调压改造的难度，降低了改造成本，同时也填补了国内转子频率反馈装置在技术上的空白。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种交流异步绕线电动机的转子频率反馈装置。
技术介绍
电动机是传动系统中的主要部件，在起重机上更是如此，起重机要运行必须依赖于电动机的运行，电动机运行性能也直接决定了起重机的性能。为了保证电动机运行性能指标，在早期重要冶金起重机的普遍采用了直流电动机，主要是因为直流电动机的特性好，调速方便，但却存在维护困难，维护成本高的缺点。随着技术的提高，在交流异步电动机调压调速装置的发展，交流异步电动机在冶金起重机上应用开始普及，因为交流异步电动机具有成本低，维护简单，维护周期长的优点，在调压调速装置的控制下，性能已经超越了直流电动机。随着调压调速装置的技术提·高，成本降低，市场上的早期采用交流异步绕线电动机的普通起重机开始普遍进行加装调压调速装置的改造。在采用调压调速装置后起重机的整体性能将产生一个飞跃，在速度控制，启制动方面将更平稳，时间更短，所以起重机的生产效率将大幅度提高。但调压调速装置是采用闭环调速的，即需要采集电动机速度反馈进行闭环调速。而这类早期起重机是没有速度反馈装置的，要进行改造就必须增加速度反馈装置，这就增加了改造难度。目前调压调速装置普遍采用增量型编码器来进行速度反馈，所以在改造上需要对电动机的传动链进行改造，增加编码器接口，而现场实际情况往往很难增加这个编码器接口。通常是在减速器的高速轴位置进行改造，增加一个高速输出轴，或更换减速器。根据电动机原理，实际上电动机的转子上的电压频率信号是与电动机的转速具有线性关系的，所以理论上可以通过电动机的转子频率信号得到电动机的转速，然后转换为类似的编码器信号脉冲反馈到调速装置，但目前不仅国内，即使国外也没有此类产品。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供一种有效地解决方案，利用国内技术自主研发一种用于交流异步绕线电动机的转子频率反馈装置，只需要用电缆将电动机的转子回路连接到该装置的采样接口，即可检测到电动机的实际转速，并转换为与编码器的脉冲相同的信号连接到调压调速装置的编码器接口上即可实现调压调速装置的速度反馈功能。既避免了改动电动机传动链的麻烦，也替代了编码器，降低了成本。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是该交流异步绕线电动机的转子频率反馈装置包括转子信号采样接口电路与信号整形电路相连；信号整形电路与鉴相电路相连；显示电路与显示驱动电路相连；鉴相电路、显示驱动电路、键盘电路、存储器电路、通讯接口电路、脉冲输出电路与CPU相连。采样接口电路、信号整形电路、鉴相电路、显示电路、显示驱动电路、键盘电路、存储器电路、通讯接口电路、脉冲输出电路、CPU都集成在一块线路板上。编码器和该线路板集成安装在一个壳体中。由于电动机转子反馈来的是高压信号，不适合直接进行处理，所以通过采样接口电路将该信号进行衰减和光耦隔离，转换为后续电路可以处理的信号之后再送到下一级电路进行处理。转子信号是正弦波信号，被采样接口电路处理之后转换为类似方波的信号，但由于光耦存在线性区域，所以波形的前沿和后沿仍然是正弦波的一部分，上升时间和下降时间都偏长，对后面的计算将造成误差，所以在采样接口电路后面增加了信号整形电路，经过信号整形电路的处理，波形将变成标准的方波。转子信号从信号整形电路出来之后变为三相方波信号，包含了转速信息和转向的信息，为了减低CPU的负担和增加可靠性，增加了鉴相电路，将信号中的方向信号和转速信号分离出来，转换为两路信号送到CPU进行单独处理。CPU负责整体调度和运算，由鉴相电路分离出来的方向信号进入CPU进行方向处 理，转速信号进入CPU进行速度转换，最后将处理的结果通过显示驱动电路驱动显示电路进行速度显示。CPU内部驱动精密定时器作为输出编码器的时间基准，然后根据检测到的电动机转速和方向，进行运算得到输出脉冲的周期和相位，然后调整高速脉冲输出端口输出相位相差90度的脉冲信号。由于CPU的端口的驱动能力有限，并且与外围设备电平不匹配，所以该脉冲信号还需要通过脉冲输出电路提高驱动能力，并与外部设备电平进行匹配。键盘电路负责将用户的按键控制传递到CPU，CPU根据用户的按键情况实现电动机的同步转速、每转输出脉冲数等数据参数地设置，然后将参数保存到存储器中。存储器采用掉电数据不丢失的存储器，CPU在重新上电时将先从该存储器中读取保存的参数值，然后按照该参数值进行运行。通讯接口可以连接到电脑，通过通讯接口可以实现CPU程序的在线升级，和参数的上传和下载，可以实现键盘的所有功能，方便进行批量参数更新和固件升级。另外还可以通过该接口实现在电脑上输出详细的工作信息，并且可以以中文形式输出，信息量较显示电路也要多很多。本技术的有益效果是实现了交流异步绕线电动机的转子频率反馈装置国产化，降低了国内早期起重机进行定子调压改造的难度，降低了改造成本，同时也填补了国内转子频率反馈装置在技术上的空白。附图说明图I是本技术的整体结构示意图。图2是本技术的采样接口电路图。图3是本技术的采样接口电路波形。图4是本技术的整形电路图。图5是本技术的整形电路波形。图6是本技术的鉴相电路图。图7是本技术的输出电路图。图8是本技术的显示驱动电路图。图9是本技术的显示部分电路图。图10是本技术的键盘电路图。图11是本技术的存储器电路图。图12是本技术的通讯接口电路图。图13是本技术的CPU电路图。具体实施方式以下结合技术方案和附图详细叙述本技术的具体实施例。实施例I.系统原理说明整体系统结构如图I所示，电动机的转子信号经过采样电路、整形电路、鉴相电路连接到CPU，CPU将采集到的转子信号计算出转子的转速和方向，然后通过精密定时器计算 出输出脉冲的频率和相位，然后通过输出电路输出。计算出的电动机转速同时通过显示驱动电路连接到显示电路上进行速度显示。其工作原理时根据交流异步电动机的特性，其转子中的电压频率与定子的电压频率存在一个线性关系，如下面公式所示f = (1-s) f0公式中f是转子的电压频率，S是电动机转差率，f0是定子的电压频率。根据上面公式可以知道电动机转差率计算公式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于交流异步绕线电动机的转子频率反馈装置，其特征在于该交流异步绕线电动机的转子频率反馈装置包括转子信号采样接口电路与信号整形电路相连；信号整形电路与鉴相电路相连；显示电路与显示驱动电路相连；鉴相电路、显示驱动电路、键盘电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：周德峰，
申请(专利权)人：大连宝信起重技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：