[实用新型]微电脑电机电量监测仪

说明书

本实用新型发明涉及一种用于测试电机运行各参数，及三相三线制或单相负荷的监测仪。属于智能化电量测试仪表技术领域。

电机的合理利用一直是广为关注问题，因为它涉及到设备的合理配套及能量的节约问题。以往在监测电机运行各参数时，均是采用人工断电形式测量，因此由此带来的问题很多，如测试误差、测试有合理等，况且断电方式测试在许多状态下是不允许的！随着微电子技术的不断发展，特别是微处理机的出现，目前市场上也有采用以单片微处理机为核心的电机电量测试仪，但其采取的测试方式是对交流信号的直接测取故有很大局限性的。至使测量精度受到限止，且仪器硬件部分体积过大，成份较高。

本实用新型在于提供一种以单片微处理机为核心，依据矢量运行原理，将交流信号转换成直流信号进行电参数测试记录的仪器。本仪器改以往测量仪中的不足，在配备的专用钳形电流互感器及四笔打印机的共同作用下，可在线监测出各种中、小型单相或三相电机输入电量，经过运行将一些运算结果和测试结果显示出或打印出来。与本实用新型工作原理相仿的监测仪，目前在市场上还未见到。

下面结合附图详细叙述其工作原理：

本监测仪的测量运算原理是利用矢量法进行迭加，在一定特殊硬件前提下，利用软件进行部分参数的求取。

附图1为A相矢量图。如令｜U＋I｜＝A，则功率因数角可由下式求出：

Cosφ_A＝ (A²-U²_Am-I²_Am)/(2U_AmI_Am)

而三相三线制功率为：

P＝U_ABI_ACosφ_AB＋U_CBI_CCosφ_CB

附图2，为本测试仪（A相）原理框图（叙述以一相测试为例，其它两相相同）。它是由单片微处理机系统、信号检测电路，移相电路（C）、平均值变化电路、多路开关电路（D）、模数转换电路（A／D）、显示：打印电路组成一体。根据测试原理的要求，本仪器每相的电流检测由电流检测互感器（A）承担且检测出的电压信号马上输入移相电路（C）中进行相位变化，这是因为电流互感器中，流经原付边线图的电流存在着比差和角差，为提高检测精度，故必须采取这样的补偿措施。然后，信号分成两路，一路进入由平均值变换电路（1）组成的电流信号通道，另一路送入由平均值变换电路（3）组成的功率信号通道。另一方面，电压检测是由检测变压器（B）完成。产生的电压信号也分成两路，一路进入由平均值变换电路（2）组成的电压信号通道，另一路也送入功率信号通道，在其中进行功率参数的运算。从平均值变换电路（1）、（2）、（3）输出的三路信号，被送入下一级的多路开关电路（D）中，之后从（D）输出再送往A／D转换电路。这部分框图见附图（3）。

在电流信号通道、电压信号通道及功率信号通道中为了减小误差，特别是克服简单的二极管整流电路引起的非线性误差，在经交流变换成直流信号时，本仪器采用了线性整流平均值变换电路。平均值变换电路（1）、（2）、（3）就是为此而设计的。附图4为本仪器采用的平均值变换电路典型之例。要说明的是（1）、（2）、（3）电路均为相同电路，（3）与（1）、（2）不同之处只是具有二输入端而已，这些可以附图5中看到。附图4中，二极管D₁、D₂、电阻R₁、R₂、R₃运算放大器A₂组成标准线性整流变换电路。信号电压通过可变电阻RW₁输入到该电路中。经过整流变换的信号电压U′₁经过R₄后，马上送入由电容C₁、C₂电感L组成的标准∏型滤波电路中。

附图6为本仪器所采用的移相电路（D）的电路图。该电路实质上为一积分型移相电路。电容C与电阻R_a并联且跨接于运算放大器A₁的（一）端及其输出端，同时电阻R_b2一端接地，另一端与电阻R_b1入端相连，R_b1出端与A₁的（一）端相连，R_b2、R_b1组成Γ形分压电路。