一种高温超导电机监测系统

摘要

本发明涉及一种实时监测领域，特别涉及一种高温超导电机监测系统。一种高温超导电机监测系统，包括核心控制模块，温度传感器，光电编码器，电压传感器，电流传感器，电压监测部分采用HBV-A5型电压传感器，电流监测部分采用HBC50SYA型电流传感器，温度监测部分采用PT100型铂电阻，转速监测部分采用SGC-5型光栅传感器。与常规同步电动机相比，无铁心超导同步电动机和超导发电机可以减小尺寸，降低损耗。故而它将比常规电机更具有竞争力。另外，高温超导电机运行的温度范围很高，而且高温超导体稳定性更高，所以它也比低温超导电机更具竞争力。

主权项

一种高温超导电机监测系统，包括核心控制模块(1)，温度传感器(2)，光电编码器(3)，电压传感器(4)，电流传感器(5)，其特征在于：电压监测部分采用HBV‑A5型电压传感器，电流监测部分采用HBC50SYA型电流传感器，温度监测部分采用PT100型铂电阻，转速监测部分采用SGC‑5型光栅传感器，数据处理和上位机通信采用DSP2808作为处理芯片，和上位机的通信方式采用SPI通信；电源模块部分分为两部分，分别是24V转15V模块和15V转5V模块；其中24V转15V模块使用WRE2415P—6W型电源模块，15V转5V模块选择K7805型电源模块；另外采用5V转1.8V和5V转3.3V模块，分别是SPX1117M3‑1.8和TPS75733；WRE2415P—6W的2、3管脚接GNDC，9、16管脚接AGND，11管脚接‑15V，14管脚接+15V，22、23管脚接24V电源；其中Cq1正端接24V电源，负端接AGND，R1一端接‑15V一端接AGND，R2一端接+15V一端接地，Cq4正极接+15V负极接地，Cq5正极接地负极接‑15V；K7805的1管脚接+15V，2管脚接+5V，3管脚接AGND；其中Cq2正极接1管脚负极接3管脚，Cq3正极接2管脚负极接3管脚；SPX1117M3‑1.8的1管脚GND，2管脚接1.8V，3管脚接+5V；C5一端接2管脚，一端接1管脚，C6正极接2管脚，负极接1管脚；TPS75733的1管脚接GND，2管脚接+5V，3管脚接GND，4管脚接3.3V，5管脚为检测管脚；其中，CT1、CT2正极连2管脚，负极连GND，CT3正极接4管脚，负极接GND，C2、C3一端接2管脚，一端接GND，C4一端接4管脚，一端接GND，L1一端接C2和2管脚相连一端，另一端接CT2的正极；控制模块为DSP2808，其23管脚接D2的5管脚，22管脚接D1的4管脚，21管脚接PT1对应功放的1管脚，20管脚接PT2所对应功放的7管脚，19管脚接PT3对应功放的8管脚，44管脚接J8的4管脚，48管脚接J8的3管脚，53管脚接J8的2管脚，56管脚接J8的9管脚，58管脚接J8的1管脚，63、83管脚接U5的6管脚，2、11、13、14、25、39、41、49、55、62、69、77、87、89、90、94管脚接GND，15、26管脚接3.3V，12、40管脚接1.8V，73管脚接CN1的3管脚，74管脚接CN1的1管脚，75接CN1的11管脚，76管脚接CN1的7管脚，80管脚接CN1的13管脚，81管脚接CN1的14管脚，84管脚接CN1的2管脚，66接TP1，86、88接在Y1两端，78接XRS1，10、42、59、68、85、93管脚接1.8V，3、46、65、82、96接3.3V；其外部电路中，J8的5接3.3V，7接+5V，8接GND，R24一端接3.3V另一端接XRS1，C32一段接XRS1另一端接GND，C33正极接XRS1负极接GND，KEY1的1管脚接GND，2管脚接XRS1，C27一端接U8的40另一端接GND，C28一端接U8的12管脚另一端接GND，C29一端接U8的26管脚另一端接GND，R16一端接CN1的9管脚另一端接U8的75管脚，R5一端接U8的84管脚另一端接GND，R3一端接3.3V另一端接U8的80管脚，R4一端及3.3V另一端接U8的81管脚，C25一端接U8的88管脚另一端接GND，C26一端接U8的86另一端接GND，C19、C20、C21、C22、C23、C24的一端接1.8V另一端接GND，C14、C15、C16、C17、C18的一段接3.3V另一端接GND，C13一端接U8的96管脚另一端接GND；光电编码器的数据输入为A+和A‑，经过滤波电路之后的信号变为INA+和INA‑，将这两个信号输入DS3486M进行信号转换，转换为RS422，转换后信号为ENC_A；将此信号输入ACPL_072L芯片输入端，输出信号接入单片机；U3的4、12、16管脚接+5V，8、14、15管脚接AGND，6管脚接INA+，7管脚接INA‑，5管脚接ENC_A，U71管脚接+5V，2管脚接U3的5管脚，4管脚接ANGD，5管脚接GND，8管脚接3.3V，C1一端接U3的16管脚，另一端接ANGD，RZ1一端接A+另一端接U3的6管脚，RZ2一端接A+另一端接CZ3一端，RZ3一端接A‑另一端接U3的7管脚，CZ1一端接U3的6管脚另一端接AGND，CZ2一端接U3的7管脚另一端接AGND，CZ3一端接A+另一端接A‑，C9一端接U7的8管脚另一端接GND，C12一端接U7的1管脚另一端接AGND；电压监测模块模块输入电压为Vin，经过传感器测量后由ADV端输出；其中，D2的1管脚接Vin，2、4管脚接AGND，3管脚接+15V，5管脚接U8的23管脚，R32一端接Vin一端接D2的1管脚，R33一端接D2的5管脚一端接U8的23管脚；电流监测模块输入电流为Ain，经过传感器测量后由ADC端输出；其中，D1的1管脚接‑15V，2、6管脚接AGND，3管脚接+15V，4管脚接U8的22管脚，5管脚接Ain，R34一端接D1的4管脚，另一端接AGND；温度监测模块U7A为运算放大器，其管脚4接+5V，管脚11接GND；PT1为温度传感器PT100接口模块，其管脚1连接GND，管脚2连接R8，管脚3连接R7；电阻R12两端分别连接PT1的管脚2与R13，电阻R7两端分别连接+5V与PT1管脚3，R8两端分别连接+5V与R13，R9两端分别连接PT1管脚3与U7A管脚2，R13两端分别连接R12与U7C管脚3，R17两端分别连接U7A管脚3与GND，R6两端分别连接U7C管脚1与管脚2，R11两端分别连接U7A管脚1与U8管脚21，ZD1两端分别连接U8管脚21与GND，电容C30两端分别连接U8管脚21与GND；U7B为运算放大器，其管脚4接+5V，管脚11接GND；PT2为温度传感器PT100接口模块，其管脚1连接GND，管脚2连接R15，管脚3连接R14；电阻R19两端分别连接PT2的管脚2与R21，电阻R14两端分别连接+5V与PT1管脚3，R15两端分别连接+5V与R21，R18两端分别连接PT2管脚3与U7B管脚6，R21两端分别连接R19与U7B管脚5，R23两端分别连接U7B管脚5与GND，R10两端分别连接U7B管脚6与管脚7，R20两端分别连接U7B管脚7与U8管脚20，ZD2两端分别连接U8管脚20与GND，电容C31两端分别连接U8管脚20与GND；U7C为运算放大器，其管脚4接+5V，管脚11接GND；PT3为温度传感器PT100接口模块，其管脚1连接GND，管脚2连接R26，管脚3连接R25；电阻R28两端分别连接PT3的管脚2与R30，电阻R25两端分别连接+5V与PT1管脚3，R26两端分别连接+5V与R30，R27两端分别连接PT3管脚3与U7C管脚9，R30两端分别连接R28与U7C管脚10，R31两端分别连接U7C管脚10与GND，R22两端分别连接U7C管脚8与管脚9，R29两端分别连接U7C管脚8与U8管脚19，ZD3两端分别连接U8管脚19与GND，电容C34两端分别连接U8管脚19与GND。