[发明专利]基于电压互感技术的多档速电机档位识别方法及装置

说明书

一、技术领域：本发明涉及一种多档速电机档位识别方法及装置，特别是涉及一种基于电压互感技术的多档速电机档位识别方法及装置。应用于共零多档速多绕组电机，如中央空调三档速风机盘管的运行状态的检测。

二、背景技术：随着社会科技的不断进步，化工、石油及电子、汽车工业早已实现了生产过程的自动化控制，为国民经济的发展做出了不可磨灭的贡献。然而对于家庭和民用事业，水、电、气、暖的远程计费和抄表系统还没有普及，有些还是刚刚起步。随着社会改革开放、市场经济的进一步发展，为了实现更多产业的商品化，出于公平、公正的角度，也为了环保和节能的目的，对目前使用中央空调进行采暖及制冷的收费标准和制度进行改革，已到了必行不可的地步。对于相关行业和领域的计费制度和标准进行改革，有关技术人员已经进行了深入的实践和探索。但无论如何，对诸如中央空调风机盘管和工业用多档速电机的状态识别，对于其能耗测量和作为计费依据的状态检测以及实施控制都是必不可少的前提步骤。目前工业控制实现电机的速度检测及与计算机通讯的设备多是采用旋转编码器，利用相位差及脉冲记数的方法，这种方法显然对于中央空调风机盘管的速度状态识别是不适用的，无法实施的。

为了实现中央空调风机盘管运行状态的集中监控、计算机管理及信息化处理，本案申请人早先提出了一种多档速电机状态识别装置，用于对多档速电机的运行状态进行识别，并使之实现远程监控以及和计算机通讯。其采用的技术方案是通过比较电路，隔离输出电路实现多档速电机状态的识别输出，比较电路的基准电压取自工作基准电源，比较电压取自多档速电机各档的电源输入端。但其存在的不足之处是：1、电路相对复杂，以三速电机为例，每个电机的检测需要三路检测，要采集到高、中、低档的电压信号，因此线路板维护相对麻烦，成本较高；2、使用不便，施工较复杂，单个电机要占用多达五根采集线，施工材料浪费，成本较高；3、单个电机占用硬件资源(CPU的I/O口等)的较多，因此设备的集成程度低，单个设备可检测电机数量少。如果是应用于数量更多的多档速电机运行状态检测，以上不足之处更为明显。因此有必要设计出一种更先进的，使用方便，结构简单的多档位电机运行状态识别方法及装置。

三、发明内容：

本发明针对现有技术不足，提出一种全新的基于电压互感技术的多档速电机档位识别方法及装置，结构简单，安装、使用方便，能够安全、可靠的实现多档速电机的档位状态识别。

本发明所采用的技术方案：

一种基于电压互感技术的多档速电机档位识别方法，对于采用共零绕组多抽头的多档速电机，以绕组线圈匝数的多少不同实现不同档位的转速调节，不同档位间因为驱动线圈匝数的不同，任一档位的驱动线圈的互感电压值也不同，所述的多档速电机档位识别方法，仅通过测量其中某一个已知固定档位驱动线圈两端的电压值，然后根据电机驱动线圈间电压互感特性得到不同的电压值，通过将测量的已知固定档位的电压与输入的标准电压进行比较，识别并确定该多档速电动的运行状态，包括停止状态和正在运行的档位。

所述的多档速电机档位识别方法，对于一个多档速电机，首先通过电压检测电路仅测量其中一个档位驱动线圈两端的电压，该检测电路的识别状态是一个开关量，当检测状态为有电压时，即确定多档速电机处于运行状态；当检测状态为无电压时，即确定多档速电机为停止状态。

所述的多档速电机档位识别方法，以最低档位运行时的电压值为参考电压，仅测量多档速电机最低档位驱动线圈的实时电压值U，根据电机不同档位驱动线圈与最低档位驱动线圈的匝数比例特性参数，基于电压互感技术，低档位驱动线圈实时电压值U随运行档位不同而呈现级变电压值，预先按多档速电机的档位驱动线圈的匝数比例特性设置电压跃变值V1、V2、…、Vi-1、Vi，Vi>Vi-1，若多档速电机档速级数为n，则i最大值为n-1，其中i、n是自然数，当实时采集电压U<V1时，则判定电机以最低档位运行；当实时采集电压U符合Vi-1<U<Vi时，则可判定其以第i档位运行；当实时采集电压U符合U>Vi时，则可判定其以最高档速运行。例如，一个三速电机，当分别以低档，中档，高档运行时，电压检测电路检测到是有电压即电机启动状态。取低档位为固定监测点，按设计的要求调整装置参数，则会得到三个不同电压值U，分别与电机高中低档位对应，结合设置的连个电压跃变值V1、V2，且V2>V1。当采集电压是U>V2情况为高档，当采集电压是V2>U>V1情况是中档，当采集电压是V1>U情况是低档。电机停止状态时，由于电压检测电路检测到无电压，可确定电机停止状态。