[实用新型]电机离心开关断开转速测量仪

说明书

本实用新型涉及一种机电测量仪器，具体地说是一种单相电容启动异步电机离心开关断开转速测量仪。

单相电容启动异步电动机有一项技术指标是检测电机启动过程中离心开关断开瞬间的转速。关于其测定方法，在国家标准GB9651-88《单相异步电动机试验方法》中有如下叙述：

14、启动过程中启动元件断开转速的测定

    启动过程中电机的启动元件断开转速测量方法有下列两种：

      a、记录仪表或转矩测量仪法；

      b、拖动法；

14.1、记录仪表或转矩测量仪法；

    用记录仪表或转矩测量仪表录取转矩-转速曲线。启动过程中电机的启动元件断开，转速从曲线上求取。

14.2拖动法；

  用可调速的电动机作为原动机，拖动被动电机空转，在被试电机启动元件回路中(不包括启动继电器)串接一指示灯或电压表，并施以适当电压。调节原动机的转速由低速逐渐升高，应随时测量电机转速及观察指示灯或电压表的指示(此时应为通路)。当指示灯熄灭或电压指针回零。此瞬时的转速即为启动元件的断开转速。

上述两种方法在实施中所存在的不足是需要相当大的设备投入，操作比较费事，测量准确度不高，因而实际上很少被采用。

本实用新型的目的是提供一种结构简单、操作方便、测量准确的单相电容启动异步电机离心开关断开转速测量仪。

本实用新型的目的是按以下方式实现的，通过监测启动电容上的电压，同时不断地测量电机的瞬时转速。当电机启动后离心开关未断开时，启动电容器上有相当大的交流电压。当离心开关断开瞬间，启动电容器上电压的特点是保存某一直流电压，此后可能逐渐衰减，但不再交变。这时的电机转速即是要测定的离心开关断开转速。

电路的工作原理如下：

(一)启动电容器电压的监测：

如电路原理图所示，在启动电容器两端通过一个高阻值电阻并联了两套正反向半波整流和电容滤波电路，其负载是光电元件初级。光电元件的作用是隔离交流电压。光电元件次级电路的A点、B点分别通过比较器之后作为“与”门的输入。这样，“与”门的输出信号就能反映启动电容器上的电压情况。

在电机启动过程中，启动电容器上有一定数值的交流电压，通过半波整流和滤波电路驱动光电元件，使得A点和B点都维持较高电平，“与”门输出为“1”。

当电机启动过程将近结束时，离心开关断开。假设启动电容器上瞬时电压的极性为1正2负，则通过R11、D1支路放电，因放电时间常数较大，也许还能使A点维持一定时间的较高电平。但在另一支路，电容C5的残存电压向R14和光电元件初级放电，此放电时间常数很小，很快就使B点电平变低，从而使“与”门输出变为“0”。

离心开关断开后，“与”门从“1”变为“0”有一点延时，这一延时将直接影响测速精度。为了减小这一延时，A点和B点信号在接入“与”门之前先经这比较器。实测“与”门动作延时小于10ms，估算对于所测转速造成的误差在1％以内。

这一监测电路所取电流只有几个mA，因而对于电机启动性能没有什么影响。

(二)电机转速的测量

在电机轴伸端沿圆周方向缠一圈一定宽度的白色胶纸，在相隔180度位置各画一条2-3mm宽的黑色轴向线(或者在黑色胶带底子上贴白色纸条)。将安装在一个支架上的漫反射式光电开关对准胶纸。发光元件将光线射到胶纸上，如果射到白底，受光元件接收到反射光，光电开关输出高电平；如果射到黑线，则没有反射光，光电开关输出低电平。这样，当电机转动时，光电开关电路输出脉冲序列，相邻脉冲的间隔时间反映了电机的瞬时速度。

(三)离心开关断开时电机转速的测量：

在电路原理图中，光电开关的输出脉冲接到单片机的T1脚。定时器T1工作于方式1，记数，初值为FFH，每来一个脉冲，T1就申请一次中断。定时器T0工作于方式1，定时，初值为0。当T1中断时，T0停止记时，将记时值(此值即光电开关输出的相邻脉冲的时间间隔)保存起来，然后再次开始记时。

当电机的离心开关断开瞬间，“与’门输出一个下降沿。触发INTO中断请求。由于定义INTO的中断优先权高，因而立即响应中断。在其中断服务程序中，停止T1和T0工作。根据上一次保存的记时值计算出电机转速，算式为：

离心开关断开转速＝60/(记时值×N×12×晶振周期)