专利名称：一种三相角位移传感器故障检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及开关磁阻电动机领域，具体涉及开关磁阻电动机用角位移传感器的故障检测电路。
背景技术：
开关磁阻电动机在调速装置中得到广泛的应用，三相开关磁阻电动机定子/转子的凸极数为6K/4K，此处K = 1，2，4，系定子凸极的极对数，其中以K = 2最常用。角位移传感器是开关磁阻电动机的重要部件，它为电动机各相定子绕组的换相提供角度信号，角度信号的频率正比于电动机转子的转速，可用来对转速进行闭环控制和保护。角位移传感器由齿盘和传感器板构成，齿盘随转子同轴转动，齿数与转子凸极相等，齿弧角为齿距的一半。传感器板固定在定子上，上面装有三只检测角度的沟槽式光电开关，光电开关的光电三极管测得信号后，三只运放作开环或带正反馈的放大。电动机转子带动齿盘转动时，角位移传感器输出a、b和c三相角度信号，各相信号的周期为(n/2K)，高电平占(π/4Κ)的方波。a、b和c的相位顺延(π/6Κ)，两相邻相间有(π/1 转角都为高电平，有(π/1 转角为一相高电平。角位移传感器装在开关磁阻电动机中运行，环境条件恶劣，如电动机震动大，同心度不好，齿盘的齿会碰到光电开关的沟槽。电动机温度比较高，元器件易老化，对其定子绕组进行斩波通电时，产生的电磁干扰较强。总之，角位移传感器难免会发生故障，会影响开关磁阻电动机的工作，如果能检测到角位移传感器故障，及时地发出信号进行保护，是很有价值的。
实用新型内容为了解决上述技术问题，本实用新型提出的三相角位移传感器故障检测电路，能够实现准确检测并及时地发出保护信号。本实用新型提供的三相角位移传感器故障检测电路，包括逻辑电路Α、逻辑电路 B、按钮复位电路和上电启动电路，逻辑电路A与逻辑电路B均为三输入逻辑电路；三相角位移传感器输出的三相角度信号作为逻辑电路A的输入，逻辑电路A的输出连接于逻辑电路 B的一输入端，按钮复位电路和上电启动电路分别连接于逻辑电路B的另外两输入端，逻辑电路B的输出作为该故障检测电路的输出信号，同时通过另外附加的输入端反馈到逻辑电路A中；当三相角位移传感器输出的三相角度信号全为高电平或低电平时，逻辑电路B输出持续的故障信号。优选地，所述逻辑电路A包括两个三输入或非门D11、D12，和一个三输入与门D2 ； 所述逻辑电路B包括一个三输入或非门D13 ；或非门Dll和与门D2的三个输入端分别加有三相角位移传感器输出的三相角度信号，二者的输出作为或非门D12的两个输入，或非门的D12的输出加到或非门D13的一个输入上，或非门D13的输出作为该故障检测电路的输出信号ω，同时通过另外附加的输入端反馈到逻辑电路A中的或非门D12的一个输入上； 所述按钮复位电路包括常开按钮Sl和下拉电阻R2 ；�？磁l的一端接电源端，另一端接在或非门D13的一个输入上，下拉电阻R2接电源零端；所述上电启动电路包括上拉电容Cl和下拉电阻Rl ；上拉电容Cl的一端接电源端，另一端接在或非门D13的一个输入上； 下拉电阻Rl接电源零端；当三相角位移传感器输出的三相角度信号全为高电平或低电平时，逻辑电路B输出持续的高电平故障信号。进一步地，当三相角位移传感器输出的三相角度信号只有全为高电平故障时，所述逻辑电路A简化为包括一个三输入或非门D12，和一个三输入与门D2 ；或非门D12原来接或非门Dll输出的输入端改为连接与门D2的输出端，或者改为连接电源零端。优选地，所述逻辑电路A包括两个三输入与门D31、D32，和一个三输入或非门D4 ； 所述逻辑电路B包括一个三输入与门D33 ；与门D31和或非门D4的三个输入端分别加有三相角位移传感器输出的三相角度信号，二者的输出作为与门D32的两个输入，与门的D32 的输出加到与门D33的一个输入上，与门D33的输出作为该故障检测电路的输出信号W，同时通过另外附加的输入端反馈到逻辑电路A中的与门D32的一个输入上；所述按钮复位电路包括常开按钮Sl和下拉电阻R2 ；�？磁l的一端接电源端，另一端接在或非门D13 的一个输入上，下拉电阻R2接电源零端；所述上电启动电路包括上拉电容Cl和下拉电阻 Rl ；上拉电容Cl的一端接电源端，另一端接在或非门D13的一个输入上；下拉电阻Rl接电源零端；当三相角位移传感器输出的三相角度信号全为高电平或低电平时，逻辑电路B输出持续的低电平故障信号。进一步地，当三相角位移传感器输出的三相角度信号只有全为高电平故障时，所述逻辑电路A简化为包括一个三输入与门D32，和一个三输入或非门D4 ；与门D32原来接与门D31输出的输入端改为连接或非门D4的输出端，或者改为连接电源端。本实用新型提供的故障检测电路对三相角位移传感器输出的三相角度信号进行检测，当三相角位移传感器发生故障时，三相角位移传感器的三相角度信号就有全为高电平或全为低电平的时刻，故障检测电路启动后，这种情况一旦出现，故障检测电路就输出持续的故障信号，故障可以靠人工按钮复位或者重新上电复位。
图1本实用新型三相角位移传感器故障检测电路的系统框图；图2本实用新型三相角位移传感器故障检测电路的一电路连接图；图3本实用新型三相角位移传感器故障检测电路的另一电路连接图。
具体实施方式
本实用新型提供的三相角位移传感器故障检测电路，如图1所示，包括逻辑电路 A、逻辑电路B以及按钮复位电路和上电启动电路，逻辑电路A与逻辑电路B均为三输入逻辑电路；三相角位移传感器输出的三相角度信号作为逻辑电路A的输入，逻辑电路A的输出连接于逻辑电路B的一输入端，按钮复位电路和上电启动电路分别连接于逻辑电路B的另外两输入端，逻辑电路B的输出作为该故障检测电路的输出信号，同时通过另外附加的输入端反馈到逻辑电路A中；当三相角位移传感器输出的三相角度信号全为高电平或低电平时，逻辑电路B输出持续的故障信号。如图2所示，本实用新型三相角位移传感器故障检测电路的提供的一方案中逻辑电路A包括两个三输入或非门Dll、D12，和一个三输入与门D2 ；逻辑电路B 包括一个三输入或非门D13 ；或非门Dll和与门D2的三个输入端分别加有三相角位移传感器输出的三相角度信号a、b、c，二者的输出作为或非门D12的两个输入，或非门的D12的输出加到或非门D13的一个输入上，或非门D13的输出作为该故障检测电路的输出信号ω， 同时通过另外附加的输入端反馈到逻辑电路A中的或非门D12的一个输入上；所述按钮复位电路包括�？磁l和下拉电阻R2 ；�？磁l的一端接电源端，另一端接在或非门 D13的一个输入上，下拉电阻R2接电源零端；所述上电启动电路包括上拉电容Cl和下拉电阻Rl ；上拉电容Cl的一端接电源端，另一端接在或非门D13的一个输入上；下拉电阻Rl 接电源零端；当三相角位移传感器输出的三相角度信号a、b、c全为高电平或低电平时，逻辑电路B输出持续的高电平故障信号。角位移传感器正常情况下，电路的输出信号ω为低电平，角位移传感器出现故障时，检测电路的输出信号ω为高电平。该方案中三相角位移传感器故障检测电路有时可简化，如果角位移传感器中光电开关的光路不通时，光电三极管皆输出高电平，而输出的运放皆采用同相放大，则角位移传感器故障时，三相角度信号a、b、c只存在全为高电平的时刻。当三相角位移传感器输出的三相角度信号只有全为高电平故障时，逻辑电路A简化为包括一个三输入或非门D12，和一个三输入与门D2 ；或非门D12原来接或非门Dll输出的输入端改为连接与门D2的输出端，或者改为连接电源零端GND。如图3所示，本实用新型三相角位移传感器故障检测电路的提供的另一方案中逻辑电路A包括两个三输入与门D31、D32，和一个三输入或非门D4 ；逻辑电路B 包括一个三输入与门D33 ；与门D31和或非门D4的三个输入端分别加有三相角位移传感器输出的三相角度信号，二者的输出作为与门D32的两个输入，与门的D32的输出加到与门 D33的一个输入上，与门D33的输出作为该故障检测电路的输出信号CJ，同时通过另外附加的输入端反馈到逻辑电路A中的与门D32的一个输入上；所述按钮复位电路包括�？磁l和下拉电阻R2 ；常开按钮Sl的一端接电源端，另一端接在或非门D13的一个输入上， 下拉电阻R2接电源零端；所述上电启动电路包括上拉电容Cl和下拉电阻Rl ；上拉电容 Cl的一端接电源端，另一端接在或非门D13的一个输入上；下拉电阻Rl接电源零端；当三相角位移传感器输出的三相角度信号全为高电平或低电平时，逻辑电路B输出持续的低电平故障信号。角位移传感器正常情况下，电路的输出信号CT为高电平，角位移传感器出现故障时，检测电路的输出信号CT为低电平。该方案中三相角位移传感器故障检测电路有时可简化，如果角位移传感器中光电开关的光路不通时，光电三极管皆输出高电平，而输出的运放皆采用同相放大，则角位移传感器故障时，三相角度信号a、b、c只存在全为高电平的时刻。当三相角位移传感器输出的三相角度信号只有全为高电平故障时，逻辑电路A简化为包括一个三输入与门D32，和一个三输入或非门D4 ；与门D32原来接与门D31输出的输入端改为连接或非门D4的输出端， 或者改为连接电源端E。综上所述，本实用新型提供的故障检测电路对三相角位移传感器输出的三相角度信号进行检测，当三相角位移传感器发生故障时，三相角位移传感器的三相角度信号就有全为高电平或全为低电平的时刻，故障检测电路启动后，这种情况一旦出现，故障检测电路就输出持续的故障信号，故障可以靠人工按钮复位或者重新上电复位，对于开关磁阻电动机调速装置的应用和推广具有很大的价值。 最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种三相角位移传感器故障检测电路，其特征在于，包括逻辑电路A、逻辑电路B、 按钮复位电路和上电启动电路，逻辑电路A与逻辑电路B均为三输入逻辑电路；三相角位移传感器输出的三相角度信号作为逻辑电路A的输入，逻辑电路A的输出连接于逻辑电路 B的一输入端，按钮复位电路和上电启动电路分别连接于逻辑电路B的另外两输入端，逻辑电路B的输出作为该故障检测电路的输出信号，同时通过另外附加的输入端反馈到逻辑电路A中；当三相角位移传感器输出的三相角度信号全为高电平或低电平时，逻辑电路B输出持续的故障信号。
2.根据权利要求1所述的三相角位移传感器故障检测电路，其特征在于，所述逻辑电路A包括两个三输入或非门D11、D12，和一个三输入与门D2 ；所述逻辑电路B包括一个三输入或非门D13 ；或非门Dll和与门D2的三个输入端分别加有三相角位移传感器输出的三相角度信号，二者的输出作为或非门D12的两个输入，或非门的D12的输出加到或非门D13的一个输入上，或非门D13的输出作为该故障检测电路的输出信号ω，同时通过另外附加的输入端反馈到逻辑电路A中的或非门D12的一个输入上；所述按钮复位电路包括�？磁l和下拉电阻R2 ；�？磁l的一端接电源端，另一端接在或非门D13的一个输入上，下拉电阻R2接电源零端；所述上电启动电路包括上拉电容Cl和下拉电阻Rl ；上拉电容Cl的一端接电源端，另一端接在或非门D13的一个输入上，下拉电阻Rl接电源零端；当三相角位移传感器输出的三相角度信号全为高电平或低电平时，逻辑电路B输出持续的高电平故障信号。
3.根据权利要求2所述的三相角位移传感器故障检测电路，其特征在于，当三相角位移传感器输出的三相角度信号只有全为高电平故障时，所述逻辑电路A简化为包括一个三输入或非门D12，和一个三输入与门D2 ；或非门D12原来接或非门Dll输出的输入端改为连接与门D2的输出端，或者改为连接电源零端。
4.根据权利要求1所述的三相角位移传感器故障检测电路，其特征在于，所述逻辑电路A包括两个三输入与门D31、D32，和一个三输入或非门D4 ；所述逻辑电路B包括一个三输入与门D33 ；与门D31和或非门D4的三个输入端分别加有三相角位移传感器输出的三相角度信号，二者的输出作为与门D32的两个输入，与门的D32的输出加到与门D33的一个输入上，与门D33的输出作为该故障检测电路的输出信号Cr，同时通过另外附加的输入端反馈到逻辑电路A中的与门D32的一个输入上；所述按钮复位电路包括�？磁l和下拉电阻R2 ；�？磁l的一端接电源端，另一端接在或非门D13的一个输入上，下拉电阻R2接电源零端；所述上电启动电路包括上拉电容Cl和下拉电阻Rl ；上拉电容Cl的一端接电源端，另一端接在或非门D13的一个输入上；下拉电阻Rl接电源零端；当三相角位移传感器输出的三相角度信号全为高电平或低电平时，逻辑电路B输出持续的低电平故障信号。
5.根据权利要求4所述的三相角位移传感器故障检测电路，其特征在于，当三相角位移传感器输出的三相角度信号只有全为高电平故障时，所述逻辑电路A简化为包括一个三输入与门D32，和一个三输入或非门D4 ；与门D32原来接与门D31输出的输入端改为连接或非门D4的输出端，或者改为连接电源端。
专利摘要本实用新型涉及一种三相角位移传感器故障检测电路，其中包括逻辑电路A、逻辑电路B、按钮复位电路和上电启动电路。逻辑电路A与逻辑电路B均为三输入逻辑电路；三相角位移传感器输出的三相角度信号作为逻辑电路A的输入，逻辑电路A的输出连接于逻辑电路B的一输入端，按钮复位电路和上电启动电路分别连接于逻辑电路B的另外两输入端，逻辑电路B的输出作为该故障检测电路的输出信号，同时通过另外附加的输入端反馈到逻辑电路A中；当三相角位移传感器输出的三相角度信号全为高电平或低电平时，逻辑电路B输出持续的故障信号。本实用新型提出的三相角位移传感器故障检测电路，能够实现准确检测并及时地发出保护信号。
文档编号G01B7/30GK202041226SQ20112002013
公开日2011年11月16日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者苏建中, 裘锦灼, 郭晓颖, 马志国 申请人:北京中纺锐力机电有限公司
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