[其他]转差率传感器

说明书

本发明属于电子测量技术，非电量的电测领域。它适于异步电动机转差率的测量。

异步电动机转差率可从公式：

S＝ (n₀-n)/(n₀) ×100％或S＝ (f₂)/(f₁) ×100％

得出。其中：S为转差率；n₀为同步转速；n为实际转速；f₂为转子电流频率；f₁为定子电流频率即电源频率。

目前常用的转差率测量有：

1.感应线圈法：用带铁芯、匝数很多的线圈靠近异步电机转轴端，在线圈中就会产生感应电动势，用直流检流计测量此电势，指针就发生偏转，用秒表测出指针全摆的次数及所需时间，即得到转子电流的频率，从而求出转差率。

2.磁电式仪表法和钳形电流表法：此法用于绕线型异步电机。选零点在中央的仪表，接在转子绕组的引出线上，用秒表计数算出转子电流的频率，而得转差率。

3.闪光测频法：在电动机外露轴端面贴扇形片，用氖灯（或8W台式日光灯）对准扇形照射，用秒表数出在时间t内某一固定扇形的旋转次数N用公式：

S＝ (n₀-n)/(n₀) ＝60 (N)/(t) ／60 (f₁)/(P) ＝ (PN)/(tf₁) ×100％

求出转差率。式中P为电机的极对数，f₁为电源频率。

4.测速法：利用数字转速仪测出转速，然后求得转差率。这种方法必须用转速传感器，目前，转速传感器有磁动式和电涡流式，但不管那种类型的传感器都必须在电机轴上想办法，对电机轴不外露的场合，就无法使用。

上述各种方法在使用时都存在有不同的缺点，不是仪表指针的摆动要人工计量，就是需要电机轴外露，或是所得信号不能远传，这些缺点都给转差率的测量带来不便。

本发明的目的是提供一种使用简单、可靠并能适于电机轴不外露的电机测量的转差率传感器。

本发明的原理是检测电机转子的漏磁通，把得到的感应交变电势经过电子电路的分离和放大，以得到单纯的电机转子电流的频率信号，用频率计或接入计算机测试系统即可测出异步电动机的转差率。

附图是本发明的原理电路图。它由带铁芯的感应线圈1、RC滤波器2、低通滤波放大网路3、反相放大器4和基准电源5组成，各部分之间直接连接。

本发明是这样实现的：感应线圈1安装在电机外壳的近轴端，检测电机转子电流的漏磁通，在它上面产生与转子电流频率相同的交变电动势，感应线圈1的一端与RC滤波器2相接，另一端与基准电源5相接，RC滤波器2由电阻R₁和电容C₁组成，对线圈1传递来的电信号中50赫以上频率信号进行滤波。它接在感应线圈1和低通滤波放大网路3之间。低通滤波放大网路3由多级运算放大器及外围阻容元件构成，它完成信号的分离与放大，对电机转子电流频率信号成份给以足够的放大，对干扰信号尽可能的衰减，输出为单一的转子电流频率的电信号，它的各级之间采用直接耦合方式连接，以减少信号损失。反相运算放大器4，由一级放大器与外围阻容元件组成，它对低通滤波放大网路3的输出信号再次进行放大，使整个电路有足够的输出幅度。它的输入端与低通滤波放大网路3、基准电源5相接，输出端接测试仪器。基准电源5由稳压管DW和电阻R₁₇、电容C₁₀、C₁₁组成。它给整个电路提供一个参考地，使信号正负半周均能进行放大。它和运算放大器采用同一供电电源，供电电源由外部提供。整个电路的信号输出则与外部供电源地线共地。

本发明的感应线圈1，可单独封装，使普通电机和潜水电机均能使用。RC滤波器2、低通滤波放大网路3、反相放大器4及基准电源5可装在一块印刷电路板上，封装在屏蔽盒内。供电线与输出线共三根，选用一根三芯电缆引出。

本发明的最佳方案是：低通滤波放大网路3应对转子电流的频率信号放大100倍以上，而对干扰信号予以尽可能的衰减。

本发明与已有技术相比具有以下特点：

1.适应范围广，它不仅能适用于普通电机、绕线型电机的测量，而且能适用于特殊场合的电机及转速传感器无法使用的场合的测量，例如潜水电机的测量。

2.可远传，便于自动测量。可配测试仪器及计算机组成的测试系统。

3.能测得电机的瞬时转差率。它的精度取决于外部测量装置的精度。

4.使用简单可靠，安装方便。