專利名稱：磁鐵致飽和測(cè)頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中頻率的測(cè)量，具體說是一種用于測(cè)量水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組機(jī)頻、網(wǎng)頻和齒盤轉(zhuǎn)速的磁鐵致飽和測(cè)頻器。
背景技術(shù)：
在水電站水輪發(fā)電機(jī)組的工作過程中，水輪機(jī)控制系統(tǒng)的測(cè)量元件把被控制系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組的頻率f (與其成比例的被控制機(jī)組的轉(zhuǎn)速η)、機(jī)組有功功率Pg、機(jī)組運(yùn)行水 頭H、水輪機(jī)流量Q等參數(shù)測(cè)量出來，將水輪機(jī)控制系統(tǒng)的頻率給定、功率給定、接力器開度給定等給定信號(hào)和接力器實(shí)際開度等反饋信號(hào)進(jìn)行綜合，由放大校正元件處理后經(jīng)接力器驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)導(dǎo)葉機(jī)構(gòu)及輪葉機(jī)構(gòu)，改變被控制的水輪發(fā)電機(jī)組的功率及頻率。水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸出參數(shù)，包括機(jī)組頻率、電網(wǎng)頻率、機(jī)組功率等)對(duì)系統(tǒng)的控制作用有著直接的影響，其中頻率測(cè)量對(duì)水輪機(jī)組的控制尤其重要。雖然水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中要測(cè)量的頻率范圍不算很寬，只有I IOOHz (轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置中要寬一些)，但是對(duì)測(cè)量的精度要求很高，分辨率需要達(dá)到O. 001Hz，相當(dāng)于額度頻率50Hz的O. 002%。由于被測(cè)量信號(hào)的電壓幅值變化很大，O. 3 200V(永磁機(jī)的電壓變化要更大一些)，在如此大幅度的電壓變化中，測(cè)頻器要準(zhǔn)確的測(cè)出頻率，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)沒有投入勵(lì)磁以前，輸入信號(hào)電壓在IV左右時(shí),被測(cè)信號(hào)中含有的干擾信號(hào)很強(qiáng),干擾信號(hào)所占的比例很大，且低電壓時(shí)響應(yīng)速度慢、靈敏度低，而且測(cè)頻整形板一般不能在高電壓下長(zhǎng)期工作，另外，測(cè)頻器的響應(yīng)速度必須很快，就是信號(hào)源的每一個(gè)頻率變化周期，即10ms(當(dāng)信號(hào)頻率為IOOHz時(shí))就要有測(cè)量結(jié)果輸出。因此，準(zhǔn)確測(cè)頻的難度應(yīng)該是非常大的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是在滿足頻率測(cè)量要求的同時(shí)改善傳統(tǒng)頻率測(cè)量方式的缺點(diǎn)和弊端，更好的、更準(zhǔn)確的進(jìn)行頻率測(cè)量，為水輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供更優(yōu)質(zhì)的頻率測(cè)量支持。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是所述磁鐵致飽和測(cè)頻器包括一個(gè)用于檢測(cè)機(jī)組頻率與電網(wǎng)頻率的磁致飽和變壓器，一個(gè)測(cè)頻整形電路；磁致飽和變壓器的初級(jí)與機(jī)組電壓輸出端和電網(wǎng)電壓信號(hào)端相連，其次級(jí)與測(cè)頻整形電路中的波形整形電路的輸入端相連，測(cè)頻整形電路包括一個(gè)用于處理兩路交流模擬信號(hào)的波形整形電路和一個(gè)用于處理方波信號(hào)的隔離整形電路；隔離整形電路的一路輸入端上接有來自檢測(cè)水輪機(jī)組轉(zhuǎn)軸齒盤轉(zhuǎn)速的接近開關(guān)信號(hào)，經(jīng)隔離整形電路處理后的脈沖信號(hào)和波形整形電路輸出的方波信號(hào)送控制器的高速計(jì)數(shù)通道。本實(shí)用新型采用了以磁鐵致飽變壓器為主的具有穩(wěn)壓作用的頻率測(cè)量器件，對(duì)機(jī)組頻率、電網(wǎng)頻率等予以檢測(cè)，因此具有了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、電壓穩(wěn)定度高、穩(wěn)壓范圍寬、抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高以及響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。
圖I為測(cè)頻整形電路原理圖；圖2為磁致飽和變壓器原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型.如圖1、2示，本實(shí)用新型用磁致飽和變壓器替代了傳統(tǒng)頻率測(cè)量方式中的普通變壓器，因而省去了原測(cè)頻整形電路中的限流回路 。所述磁鐵致飽和測(cè)頻器包括一個(gè)用于檢測(cè)機(jī)組頻率與電網(wǎng)平頻率的磁致飽和變壓器1，一個(gè)測(cè)頻整形電路2 ;磁致飽和變壓器I的初級(jí)與機(jī)組電壓輸出端和電網(wǎng)電壓信號(hào)端相連，其次級(jí)與測(cè)頻整形電路中的波形整形電路3的輸入端3-1、3-2相連，測(cè)頻整形電路包括一個(gè)用于處理兩路交流模擬信號(hào)的波形整形電路3和一個(gè)用于處理方波信號(hào)的隔離整形電路4 ;隔離整形電路的一路輸入端4-1上接有來自檢測(cè)水輪機(jī)組轉(zhuǎn)軸齒盤轉(zhuǎn)速的接近開關(guān)信號(hào)，經(jīng)隔離整形電路處理后的脈沖信號(hào)和波形整形電路輸出的方波信號(hào)送控制器的高速計(jì)數(shù)通道。所謂磁致飽和變壓器如圖2所示，它是利用鐵芯的磁化曲線的非線性特性制成的。其鐵芯截面與一般變壓器不同，它的初級(jí)線圈的截面積大，為非飽和線圈，次線圈的鐵芯截面積小，為飽和線圈。當(dāng)有電壓輸入時(shí)，隨著輸入電壓的增加，鐵芯內(nèi)磁通量也隨之增力口，當(dāng)次級(jí)鐵芯內(nèi)的磁通量達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)，輸入電壓再增加，增加的磁通量只能漏到空氣中，而次級(jí)鐵芯內(nèi)磁通量基本上不再增加，所以次級(jí)線圈所產(chǎn)生的輸出電壓也就基本不變了，這樣起到了穩(wěn)壓的作用。其特征在于具有普通變壓器的隔離、變壓、多路電壓輸出功能，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高；電壓穩(wěn)定度高，穩(wěn)壓范圍寬；具有較強(qiáng)的抗干擾能力。測(cè)頻整形電路如圖I所示，主要用于頻率信號(hào)的測(cè)量，備有2路交流信號(hào)輸入端和2路方波信號(hào)輸入端。2路交流信號(hào)輸入端分別將機(jī)組PT(電壓測(cè)頻信號(hào))信號(hào)和電網(wǎng)PT信號(hào)經(jīng)濾波和整形后，輸出脈沖信號(hào)送給控制器，用于機(jī)組頻率和系統(tǒng)頻率的測(cè)量。方波信號(hào)中的一路用于接近開關(guān)信號(hào)，經(jīng)電氣隔離后送給高速計(jì)數(shù)模塊。測(cè)頻整形電路可以對(duì)方波信號(hào)進(jìn)行相位處理，輸出一路脈寬跟隨兩路方波相差的方波信號(hào)。本實(shí)用新型選用的磁致飽和變壓器，其具有普通變壓器的隔離、變壓、多路電壓輸出功能，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高；電壓穩(wěn)定度高，穩(wěn)壓范圍寬；具有較強(qiáng)的抗干擾能力。能有效的避免傳統(tǒng)變壓器給頻率測(cè)量回路帶來的弊端及風(fēng)險(xiǎn)。而且，由于磁致飽和變壓器的特點(diǎn)，可以去掉測(cè)頻整形板中的限流回路，而且可以改善和優(yōu)化頻率測(cè)量回路的要求。
權(quán)利要求1.一種磁鐵致飽和測(cè)頻器，其特征是包括一個(gè)用于檢測(cè)機(jī)組頻率與電網(wǎng)平頻率的磁致飽和變壓器(I)，一個(gè)測(cè)頻整形電路⑵；磁致飽和變壓器⑴的初級(jí)與機(jī)組電壓輸出端和電網(wǎng)電壓信號(hào)端相連，其次級(jí)與測(cè)頻整形電路中的波形整形電路(3)的輸入端(3-1、3-2)相連，測(cè)頻整形電路包括一個(gè)用于處理兩路交流模擬信號(hào)的波形整形電路(3)和一個(gè)用于處理方波信號(hào)的隔離磁鐵致飽和測(cè)頻器路(4);隔離整形電路的一路輸入端(4-1)上接有來自檢測(cè)水輪機(jī)組轉(zhuǎn)軸齒盤轉(zhuǎn)速的接近開關(guān)信號(hào)，經(jīng)隔離整形電路處理后的脈沖信號(hào)和波形整形電路輸出的方波信號(hào)送控制器的高速計(jì)數(shù)通道。
專利摘要一種磁鐵致飽和測(cè)頻器，其特征是包括一個(gè)用于檢測(cè)機(jī)組頻率與電網(wǎng)平頻率的磁致飽和變壓器(1)，一個(gè)測(cè)頻整形電路(2)；磁致飽和變壓器(1)的初級(jí)與機(jī)組電壓輸出端和電網(wǎng)電壓信號(hào)端相連，其次級(jí)與測(cè)頻整形電路中的波形整形電路(3)的輸入端(3-1、3-2)相連，測(cè)頻整形電路包括一個(gè)用于處理兩路交流模擬信號(hào)的波形整形電路(3)和一個(gè)用于處理方波信號(hào)的隔離整形電路(4)；隔離整形電路的一路輸入端(4-1)上接有來自檢測(cè)水輪機(jī)組轉(zhuǎn)軸齒盤轉(zhuǎn)速的接近開關(guān)信號(hào)。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、電壓穩(wěn)定度高、穩(wěn)壓范圍寬、抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高以及響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R23/10GK202372574SQ201120557318
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者曾倩倩, 熊伍華 申請(qǐng)人:長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司