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1、(10)申请公布号 CN 102832881 A (43)申请公布日 2012.12.19 C N 1 0 2 8 3 2 8 8 1 A *CN102832881A* (21)申请号 201210317875.5 (22)申请日 2012.08.31 H02P 29/00(2006.01) H02P 25/16(2006.01) H02P 25/18(2006.01) G01P 3/46(2006.01) (71)申请人郑州春泉暖通节能设备有限公司 地址 450001 河南省郑州市高新技术产业开 发区翠竹街6号863软件园1#A8 (72)发明人陈传伟 黄守峰 陈玉军 杨东 李玉琴 (74)。
2、专利代理机构郑州大通专利商标代理有限 公司 41111 代理人白毅明 (54) 发明名称 基于电压互感技术的简易电机档位识别方法 及装置 (57) 摘要 本发明涉及一种电机档位识别方法，特别是 涉及一种基于电压互感技术的简易电机档位识别 方法及装置。对于共零绕组多抽头电机，测量其任 一档位的电压感应脉冲，然后根据所述电压感应 脉冲占空比的大小，与标准占空比进行比较，确定 该电机的档位。应用于共零多档速多绕组电机，如 中央空调三档速风机盘管的运行状态的检测。本 发明电机档位识别方法，能够迅速、可靠的进行电 机运行状态的识别，易于实现，准确性高。同时，利 用电机绕组不同档位的电压感应脉冲占空比大小。
3、 关系实现档位识别，仅需采用一组档位连线，简化 了装置的结构，成本低廉，降低了应用时的施工难 度。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书4页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 5 页 1/2页 2 1.一种基于电压互感技术的简易电机档位识别方法，对于共零绕组多抽头电机，测量 其任一档位的电压感应脉冲，然后根据所述电压感应脉冲占空比的大小，与标准占空比进 行比较，确定该电机的档位，其特征是： 以市电或风机的任一档位的感应脉冲占空比0N的修正值为标准，高档记为K1、中 档记为K2、市电记为K3、低档记为K4，其。
4、中K4K3K2K1，所述N为正实数； 测量电机低档位的感应脉冲占空比K，当KK时，则判定电机以低档位运行；当K KK时，则可判定电机以中档位运行；当KK时，则可判定电机以高档位运行。 2.一种基于电压互感技术的简易电机档位识别方法，对于共零绕组多抽头电机，测量 其任一档位的电压感应脉冲，然后根据所述电压感应脉冲占空比的大小，与标准占空比进 行比较，确定该电机的档位，其特征是： 以市电或风机的任一档位的感应脉冲占空比0N的修正值为标准，高档记为K1、中 档记为K2、市电记为K3、低档记为K4，其中K4K3K2K1，所述N为正实数； 测量电机中档位的感应脉冲占空比K，当KK时，则判定电机以低档位运。
5、行；当K KK时，则可判定电机以中档位运行；当KK时，则可判定电机以高档位运行。 3.一种基于电压互感技术的简易电机档位识别方法，对于共零绕组多抽头电机，测量 其任一档位的电压感应脉冲，然后根据所述电压感应脉冲占空比的大小，与标准占空比进 行比较，确定该电机的档位，其特征是： 以市电或风机的任一档位的感应脉冲占空比0N的修正值为标准，高档记为K1、中 档记为K2、市电记为K3、低档记为K4，其中K4K3K2K1，所述N为正实数； 测量电机高档位的感应脉冲占空比K，当KK1时，则判定电机以低档位运行；当K1 KK2时，则可判定电机以中档位运行；当KK2时，则可判定电机以高档位运行。 4.一种实现。
6、权利要求1、2或3所述电机档位识别方法的电机档位识别装置，含有核心 CPU模块，所述核心CPU模块包括单片机及外围电路，所述电机档位识别方法作为内置程序 嵌入单片机，其特征是：含有感应电压脉冲采集模块，所述感应电压脉冲采集模块输入端连 接电机任意一个档位的线圈绕组，所述电压脉冲采集模块输出端接入核心CPU模块，核心 CPU模块根据内置感应脉冲占空比进行电机档位识别，判断电机的当前运行状态。 5.根据权利要求4所述的电机档位识别装置，其特征是：感应电压脉冲采集模块包括 电压互感器和施密特触发电路，所述电压互感器初级线圈连接电机档位线圈，电压互感器 次级输出端连接施密特触发电路，所述施密特触发电路。
7、输出连接单片机。 6.根据权利要求4所述的电机档位识别装置，其特征是：感应电压脉冲采集模块包括 半波或全波整流电路和光电耦合器，所述半波或全波整流电路输入端连接电机档位线圈电 源端，整流电路输出端连接光电耦合器，所述光电耦合器输出连接单片机。 7.根据权利要求4所述的电机档位识别装置，其特征是：感应电压脉冲采集模块包括 电压互感器和电压比较器，所述电压互感器初级线圈连接电机档位线圈，电压互感器次级 输出端连接电压比较器，所述电压比较器输出连接单片机。 8.根据权利要求47任一项所述的电机档位识别装置，其特征是：含有时钟模块，所 述时钟模块连接核心CPU模块中的单片机，通过所述时钟模块针对检测的。
8、不同档位计算各 档位运行时间。 9.根据权利要求8所述的电机档位识别装置，其特征是：所述外围电路包括通讯模块 权 利 要 求 书CN 102832881 A 2/2页 3 和温度采集模块，所述通讯模块和温度采集模块连接核心CPU模块中的单片机。 10.根据权利要求47任一项所述的电机档位识别装置，其特征是：所述外围电路 包括通讯模块和温度采集模块，所述通讯模块和温度采集模块连接核心CPU模块中的单片 机。 权 利 要 求 书CN 102832881 A 1/4页 4 基于电压互感技术的简易电机档位识别方法及装置 技术领域 0001 本发明涉及一种电机档位识别方法，特别是涉及一种基于电压互感技术。
9、的简易电 机档位识别方法及装置。应用于共零多档速多绕组电机，如中央空调三档速风机盘管的运 行状态的检测。 背景技术 0002 随着社会科技的不断进步，化工、石油及电子、汽车工业早已实现了生产过程的自 动化控制，为国民经济的发展做出了不可磨灭的贡献。然而对于家庭和民用事业，水、电、 气、暖的远程计费和抄表系统还没有普及，有些还是刚刚起步。随着社会改革开放、市场经 济的进一步发展，为了实现更多产业的商品化，出于公平、公正的角度，也为了环保和节能 的目的，对目前使用中央空调进行采暖及制冷的收费标准和制度进行改革，已到了必行不 可的地步。对于相关行业和领域的计费制度和标准进行改革，有关技术人员已经进行。
10、了深 入的实践和探索。但无论如何，对诸如中央空调风机盘管和工业用多档速电机的状态识别， 对于其能耗测量和作为计费依据的状态检测以及实施控制都是必不可少的前提步骤。目前 工业控制实现电机的速度检测及与计算机通讯的设备多是采用旋转编码器，利用相位差及 脉冲记数的方法，这种方法显然对于中央空调风机盘管的速度状态识别是不适用的，无法 实施的。 0003 为了实现中央空调风机盘管运行状态的集中监控、计算机管理及信息化处理，本 案申请人早先提出了一种多档速电机状态识别装置，用于对多档速电机的运行状态进行识 别，并使之实现远程监控以及和计算机通讯。其采用的技术方案是通过比较电路，隔离输出 电路实现多档速电机。
11、状态的识别输出，比较电路的基准电压取自工作基准电源，比较电压 取自多档速电机各档的电源输入端。但其存在的不足之处是：1、电路相对复杂，以三速电机 为例，每个电机的检测需要三路检测，要采集到高、中、低档的电压信号，因此线路板维护相 对麻烦，成本较高；2、使用不便，施工较复杂，单个电机要占用多达五根采集线，施工材料浪 费，成本较高；3、单个电机占用硬件资源（CPU的I/O口等）的较多，因此设备的集成程度低， 单个设备可检测电机数量少。如果是应用于数量更多的多档速电机运行状态检测，以上不 足之处更为明显。因此有必要设计出一种更先进的，使用方便，结构简单的多档位电机运行 状态识别方法及装置。 发明内容。
12、 0004 本发明针对现有技术不足，提出一种基于电压互感技术的多档速电机档位识别方 法及装置，能够安全、可靠的实现多档速电机的档位状态识别。 0005 本发明所采用的技术方案： 一种基于电压互感技术的简易电机档位识别方法，对于共零绕组多抽头电机，测量其 任一档位的电压感应脉冲，然后根据所述电压感应脉冲占空比的大小，与标准占空比进行 比较，确定该电机的档位， 说 明 书CN 102832881 A 2/4页 5 以市电或风机的任一档位的感应脉冲占空比0N的修正值为标准，高档记为K1、中 档记为K2、市电记为K3、低档记为K4，其中K4K3K2K1，所述N为正实数； 测量电机低档位的感应脉冲占空比。
13、K，当KK时，则判定电机以低档位运行；当K KK时，则可判定电机以中档位运行；当KK时，则可判定电机以高档位运行。 0006 一种基于电压互感技术的简易电机档位识别方法，对于共零绕组多抽头电机，测 量其任一档位的电压感应脉冲，然后根据所述电压感应脉冲占空比的大小，与标准占空比 进行比较，确定该电机的档位， 以市电或风机的任一档位的感应脉冲占空比0N的修正值为标准，高档记为K1、中 档记为K2、市电记为K3、低档记为K4，其中K4K3K2K1，所述N为正实数； 测量电机中档位的感应脉冲占空比K，当KK时，则判定电机以低档位运行；当K KK时，则可判定电机以中档位运行；当KK时，则可判定电机以高档。
14、位运行。 0007 一种基于电压互感技术的简易电机档位识别方法，对于共零绕组多抽头电机，测 量其任一档位的电压感应脉冲，然后根据所述电压感应脉冲占空比的大小，与标准占空比 进行比较，确定该电机的档位， 以市电或风机的任一档位的感应脉冲占空比0N的修正值为标准，高档记为K1、中 档记为K2、市电记为K3、低档记为K4，其中K4K3K2K1，所述N为正实数； 测量电机高档位的感应脉冲占空比K，当KK1时，则判定电机以低档位运行；当K1 KK2时，则可判定电机以中档位运行；当KK2时，则可判定电机以高档位运行。 0008 一种实现如前所述电机档位识别方法的电机档位识别装置，含有核心CPU模块， 所述。
15、核心CPU模块包括单片机及外围电路，所述电机档位识别方法作为内置程序嵌入单片 机，含有感应电压脉冲采集模块，所述感应电压脉冲采集模块输入端连接电机任意一个档 位的线圈绕组，所述电压脉冲采集模块输出端接入核心CPU模块，核心CPU模块根据内置感 应脉冲占空比进行电机档位识别，判断电机的当前运行状态。 0009 所述的电机档位识别装置，感应电压脉冲采集模块包括电压互感器和施密特触发 电路，所述电压互感器初级线圈连接电机档位线圈，电压互感器次级输出端连接施密特触 发电路，所述施密特触发电路输出连接单片机。 0010 所述的电机档位识别装置，感应电压脉冲采集模块包括半波或全波整流电路和光 电耦合器，所。
16、述半波或全波整流电路输入端连接电机档位线圈电源端，整流电路输出端连 接光电耦合器，所述光电耦合器输出连接单片机。 0011 所述的电机档位识别装置，感应电压脉冲采集模块包括电压互感器和电压比较 器，所述电压互感器初级线圈连接电机档位线圈，电压互感器次级输出端连接电压比较器， 所述电压比较器输出连接单片机。 0012 所述的速电机档位识别装置，含有时钟模块，所述时钟模块连接核心CPU模块中 的单片机，通过所述时钟模块针对检测的不同档位计算各档位运行时间。 0013 所述的电机档位识别装置，所述外围电路包括通讯模块和温度采集模块，所述通 讯模块和温度采集模块连接核心CPU模块中的单片机。 0014。
17、 本发明的有益积极效果： 1、本发明基于电压互感技术的简易电机档位识别方法，能够迅速、可靠的进行电机运 行状态的识别。提出一个宽范围的参考脉冲占空比标准，易于实现电机的档位识别，准确性 说 明 书CN 102832881 A 3/4页 6 高。同时，利用电机绕组不同档位的电压感应脉冲占空比大小关系实现档位识别，仅需采用 一组档位连线，简化了装置的结构，成本低廉，降低了应用时的施工难度，节约了社会资源， 有利于推广。 0015 2、本发明基于电压互感技术的简易电机档位识别装置，相对于传统的电压检测方 法，减少了AD模块，降低了成本，同时对单片机的要求降低，扩大了选择范围，降低单片机 选用成本。电。
18、压感应脉冲的信号采集比一般的采集电路具有简单、安全，实用性高的特点。 0016 3、本发明基于电压互感技术的简易电机档位识别装置，设计合理，安装、使用简 单，适用性强。电压感应脉冲采集电路简单可靠，可实现多端口采集，有利于设备的集成，提 高其应用范围，可实现更多数量的多档速电机的运行状态检测和相关设备控制，降低了应 用成本。 0017 四、附图说明： 图1：本发明档位识别方法工作逻辑图之一； 图2：本发明档位识别方法工作逻辑图之二； 图3：本发明档位识别方法工作逻辑图之三； 图4：本发明档位识别装置电路原理图； 图5：电压感应脉冲采集模块电路原理图之一（施密特）； 图6：电压感应脉冲采集模块电。
19、路原理图之二（光耦）； 图7：电压感应脉冲采集模块电路原理图之三（互感器+比较器）； 图8：本发明单片机通讯和温度采集模块。 0018 五、具体实施方式： 实施例一：参见图1，本发明基于电压互感技术的简易电机档位识别方法，对于共零绕 组多抽头电机，通过测量其任一档位的电压感应脉冲，然后根据所述电压感应脉冲占空比 的大小，与标准占空比进行比较，确定该电机的档位： 以市电或风机的任一档位的感应脉冲占空比0N的修正值为标准，高档记为K1、中 档记为K2、市电记为K3、低档记为K4，其中K4K3K2K1，所述N为正实数； 测量电机低档位的感应脉冲占空比K，当KK时，则判定电机以低档位运行；当K KK时。
20、，则可判定电机以中档位运行；当KK时，则可判定电机以高档位运行。 0019 实施例二：参见图2，本实施例基于电压互感技术的简易电机档位识别方法，与实 施例一不同的是，通过测量电机中档位的感应脉冲占空比，与标准占空比进行比较，确定电 机的档位： 以市电或风机的任一档位的感应脉冲占空比0N的修正值为标准，高档记为K1、中 档记为K2、市电记为K3、低档记为K4，其中K4K3K2K1，所述N为正实数； 测量电机中档位的感应脉冲占空比K，当KK时，则判定电机以低档位运行；当K KK时，则可判定电机以中档位运行；当KK时，则可判定电机以高档位运行。 0020 实施例三：参见图3，本实施例基于电压互感技术。
21、的简易电机档位识别方法，与实 施例一不同的是，通过测量电机中档位的感应脉冲占空比，与标准占空比进行比较，确定电 机的档位： 以市电或风机的任一档位的感应脉冲占空比0N的修正值为标准，高档记为K1、中 档记为K2、市电记为K3、低档记为K4，其中K4K3K2K1，所述N为正实数； 说 明 书CN 102832881 A 4/4页 7 测量电机高档位的感应脉冲占空比K，当KK1时，则判定电机以低档位运行；当K1 KK2时，则可判定电机以中档位运行；当KK2时，则可判定电机以高档位运行。 0021 实施例四：参见图4、图5，本实施例为实现前述电机档位识别方法的电机档位识 别装置的具体实施方式。 00。
22、22 本发明电机档位识别装置，含有核心CPU模块，感应电压脉冲采集模块，所述核心 CPU模块包括单片机及外围电路，所述电机档位识别方法作为内置程序嵌入单片机，所述感 应电压脉冲采集模块输入端连接电机任一个档位的线圈绕组，感应电压脉冲采集模块的输 出端接入核心CPU模块，核心CPU模块根据内置感应脉冲占空比进行电机档位识别，判断电 机的当前运行状态。 0023 本实施例中，感应电压脉冲采集模块包括电压互感器和施密特触发电路，所述电 压互感器初级线圈连接电机档位线圈，电压互感器次级输出端连接施密特触发电路，所述 施密特触发电路输出连接单片机。 0024 实施例五：参见图4、图6，本实施例的电机档位。
23、识别装置，与实施例四的区别仅在 于：感应电压脉冲采集模块包括半波或全波整流电路和光电耦合器，所述半波或全波整流 电路输入端连接电机档位线圈电源端，整流电路输出端连接光电耦合器，所述光电耦合器 输出连接单片机。 0025 实施例六：参见图4、图7，本实施例的电机档位识别装置，与实施例四的区别仅在 于：感应电压脉冲采集模块包括电压互感器和电压比较器，所述电压互感器初级线圈连接 电机档位线圈，电压互感器次级输出端连接电压比较器，所述电压比较器输出连接单片机。 0026 实施例七：参见图4，本实施例的电机档位识别装置，与前述各实施例不同的是： 含有时钟模块，所述时钟模块连接核心CPU模块中的单片机，通。
24、过所述时钟模块针对检测 的不同档位计算各档位运行时间。 0027 实施例八：参见图4、图8，本实施例的电机档位识别装置，与前述各实施例不同的 是：所述外围电路包括通讯模块和温度采集模块，所述通讯模块和温度采集模块连接核心 CPU模块中的单片机。 说 明 书CN 102832881 A 1/5页 8 图1 说 明 书 附 图CN 102832881 A 2/5页 9 图2 说 明 书 附 图CN 102832881 A 3/5页 10 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102832881 A 10 4/5页 11 图5 图6 图7 说 明 书 附 图CN 102832881 A 11 5/5页 12 图8 说 明 书 附 图CN 102832881 A 12 。