[发明专利]一种基于感应法测异步电机转速的微弱信号提取方法

说明书

本发明公开了一种基于感应法测异步电机转速的微弱信号提取方法，包括如下步骤：感应线圈输出的混合频率电压信号，通过稳压电路抬升电压至6.2V，感应信号在0‑12V范围内；滤波放大电路提取0.5‑4.5Hz信号；通过方波变换电路的饱和失真和截止失真将混合频率电压信号中的正弦波变换为方波；通过隔离整形电路将模拟信号转换为被单片机系统处理的数字信号。本申请不仅避免了双极性电源设计，而且避免后续对信号双极性的处理，使后续信号处理更简便、高效；经过滤波及放大电路后，使用光耦隔离电路，不仅能将信号转换为可被单片机处理的信号，而且避免了前级信号处理部分对后面单片机测量采集产生干扰，提高测量准确性。

技术领域

本发明属于异步电机转速测量技术领域，具体是涉及一种基于感应法测异步电机转速的微弱信号提取方法。

背景技术

异步电动机以其结构简单、运行可靠而得以广泛应用，其转速和转差率的精确测试在其生产试验中具有十分重要的意义。目前的异步电动机转速测量主要使用测速法电机、光电式、反射式等方法。但是，对于潜水泵、潜油泵、船用及其他类型的隐轴三相异步电动机，由于其特殊的设计构造及工作环境，导致上述三种方法难以使用，此时只能使用对环境要求比较低的非接触式测量方法，即感应法。

感应法测量异步电动机转速主要是利用电磁感应原理测量电动机的轴端漏磁场，并从中分离出转子电流频率信号进而求得转差率和转速的方法。转子电流频率域电机转速的关系为

n＝60(f₁-f₂)/p

其中f₁为定子电流频率，即为电网频率；f₂为转子电流频率；为电机极对数。

在电动机的轴端漏磁场中，主要需要提取测量的是转子电流频率信号。由于转子电流频率信号本身极微弱，进而感应线圈产生的与转子电流频率相关的电动势也就及其微弱。而后续单片机测量系统对转子电流频率信号进行测量时，对其波形、电压范围、精度等方面都有一定要求。因此，需要对感应线圈输出的信号进行处理，使之满足后续测量要求，而其中的关键问题就是对于微弱转子电流信号的提取放大问题。

发明内容

为了克服以上缺陷，本发明的目的在于提供一种基于感应法测异步电机转速的微弱信号提取方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于感应法测异步电机转速的微弱信号提取方法，包括如下步骤：

S1、感应线圈输出的混合频率电压信号，通过稳压电路抬升电压至6.2V，感应信号在0-12V范围内；

S2、滤波放大电路提取0.5-4.5Hz信号；

S3、通过方波变换电路的饱和失真和截止失真将混合频率电压信号中的正弦波变换为方波；

S4、通过隔离整形电路将模拟信号转换为被单片机系统处理的数字信号。

进一步地，所述混合频率电压信号由0.5-4.5Hz、功率为-50dBm的转子频率信号及电网频率信号的高次谐波组成。

进一步地，所述稳压电路包括感应线圈L1、电阻R1和稳压二极管D1，其中，所述电阻R1一端分别与感应线圈L1、稳压二极管D1的阴极连接，所述稳压二极管D1的阳极接地，稳压电路通过稳压二极管将感应线圈输出电压信号的中间电压抬升；

所述稳压二极管D1为1N4735，稳压电压为6.2V；

所述感应线圈输入信号为f₁和f₂及高次谐波组成的混合频率电压信号。