[发明专利]用于机床保护的功率采集卡及机床保护装置

权利要求书

1.一种用于机床保护的功率采集卡，其特征在于，包括电流电压采集电路、模数转换电路、功率处理电路以及通讯电路；所述电流电压采集电路的输入端连接电流电压采集模块，输出端与所述模数转换电路的输入端连接，用于对电流电压采集模块采集的机床主轴电机供电电源线上的电压信号和电流信号进行采样、放大处理后输出给所述模数转换电路；所述模数转换电路的输出端与所述功率处理电路的输入端连接，用于对收到的信号进行模数转换后发送给功率处理电路；所述功率处理电路的输出端与通讯电路连接，用于对模数转换电路发送的数据进行处理获得机床主轴电机的电流值和电压值，并根据所述电流值和电压值计算出机床主轴电机的功率值；所述通讯电路用于实现所述功率采集卡与外部设备的通讯连接。

2.根据权利要求1所述的用于机床保护的功率采集卡，其特征在于，还包括电源电路；所述电源电路与电流电压采集电路、模数转换电路、功率处理电路、通讯电路连接，用于提供所需各自所需工作电源。

3.根据权利要求2所述的用于机床保护的功率采集卡，其特征在于，所述电流电压采集电路包括电流采集电路和电压采集电路；所述电流采集电路包括电流采样电路、电流一级运放电路以及电流二极运放电路；所述电流采样电路与电流电压采集模块中的电流采集模块连接，用于对电流采集模块采集的机床主轴电机供电电源线上的电流信号进行采样，将收到的电流转换为电压后输出给电流一级运放电路；所述电流一级运放电路的输入端与电流采样电路的输出端连接，用于对收到的信号进行放大处理后输出给电流二极运放电路的输入端；所述电流二极运放电路的输入端与电流一级运放电路的输出端连接，用于对所述电流一级运放电路输入的信号进行处理使其能够被所述模数转换电路采样。

4.根据权利要求3所述的用于机床保护的功率采集卡，其特征在于，所述电压采集电路包括电压采样电路、电压一级运放电路以及电压二极运放电路；所述电压采样电路的输入端连接机床主轴电机供电电源线，用于直接对机床主轴电机供电电源线上的电压信号进行采样，并将采样的电压信号输出给电压一级运放电路；所述电压一级运放电路的输入端与电压采样电路的输出端连接，用于对收到的信号进行放大处理后输出给电压二极运放电路的输入端；所述电压二极运放电路的输入端与电压一级运放电路的输出端连接，用于对所述电压一级运放电路输入的信号进行处理使其能够被所述模数转换电路采样。

5.根据权利要求3所述的用于机床保护的功率采集卡，其特征在于，所述电压采集电路包括电压采样电路、电压一级运放电路以及电压二极运放电路；所述电压采样电路的输入端连接电流电压采集模块中的电压采集模块，用于对电压采集模块采集的机床主轴电机供电电源线上的电压信号进行采样，并将采样的电压信号输出给电压一级运放电路；所述电压一级运放电路的输入端与电压采样电路的输出端连接，用于对收到的信号进行放大处理后输出给电压二极运放电路的输入端；所述电压二极运放电路的输入端与电压一级运放电路的输出端连接，用于对所述电压一级运放电路输入的信号进行处理使其能够被所述模数转换电路采样。

6.根据权利要求2所述的用于机床保护的功率采集卡，其特征在于，所述通讯电路包括串行通讯模块、以太网模块以及IO隔离模块；所述串行通讯模块的一端、以太网模块的一端、IO隔离模块的一端分别与功率处理电路中处理器的对应接口连接，所述串行通讯模块的另一端接防水接插件；所述以太网模块的另一端接RJ45接口；所述IO隔离模块的另一端通过IO接口连接外部IO电源。

7.根据权利要求6所述的用于机床保护的功率采集卡，其特征在于，所述电源电路包括第一电源分路、第二电源分路、第三电源分路和第四电源分路；所述第一电源分路用于为电流电压采样提供电源；所述第二电源分路用于为二级运放和串行通讯模块提供电源；所述第三电源分路用于为功率处理电路、以太网模块、IO隔离模块提供电源；所述第四电源分路用于为模数转换电路提供参考电源。

8.根据权利要求5所述的用于机床保护的功率采集卡，其特征在于，所述电流采集模块采用霍尔电流传感器；所述电压采集模块采用霍尔电压传感器。