專利名稱：一種從相電流中獲取發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種從相電流中獲取發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的裝置，特別涉及特別是一種用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)全權(quán)限數(shù)字電子控制器的轉(zhuǎn)速信號(hào)檢測裝置，屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對于一般的發(fā)電機(jī),輸出電壓U=UtlS in(2 π pnt+Φ)為正弦交流電壓,其中包含了轉(zhuǎn)速信號(hào)η(ρ為發(fā)電機(jī)的機(jī)對數(shù))。通過降壓、半波整流、限幅和整形后可以得到轉(zhuǎn)速信號(hào)，波形變換過程見附圖1。這種獲取轉(zhuǎn)速信號(hào)的方法可以稱為電壓取樣法。航空發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的心臟，對可靠性有著非常高的要求，為了提高可靠性，現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的全權(quán)限數(shù)字電子控制器和重要成附件都采用冗余設(shè)計(jì)來提高可靠性。轉(zhuǎn)速是發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)極其重要的參數(shù)，是數(shù)字電子控制器的控制對象，所以需要對該參數(shù)進(jìn)行檢測，對轉(zhuǎn)速檢測采用非相似冗余來提高轉(zhuǎn)速檢測的可靠性:一種方式是通過轉(zhuǎn)速傳感器直接獲得發(fā)動(dòng)機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速信號(hào)NI ;另一種方式是通過給數(shù)字電子控制器供電的抗短路交流發(fā)電機(jī)獲得轉(zhuǎn)速信號(hào)Ν2。NI與Ν2有固定的比例關(guān)系，反映的都是發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過不同的途徑和方法得到。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的全權(quán)限數(shù)字電子控制器為了實(shí)現(xiàn)高可靠和全權(quán)限控制的功能，要求給其供電的發(fā)電機(jī)電源系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)須具有抗短路的功能；要求電源系統(tǒng)中的電源變換器須具有寬輸入電壓范圍(變化約2 O倍)內(nèi)穩(wěn)壓變換的功能?？苟搪芬笫拱l(fā)電機(jī)接近于一個(gè)恒流源；寬輸入電壓范圍的要求使電源變換器采用并聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓控制，串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓控制難以滿足輸入電壓約2 O倍的變化范圍，恒流特性和并聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓使發(fā)電機(jī)的輸出電壓波形從正弦波變?yōu)橄薹男蛄胁?，見附圖2所示，序列波的脈沖寬度隨負(fù)載大小而變化，如果電源變換器的負(fù)載為空載，則脈寬幾乎為零，此時(shí)無法從發(fā)電機(jī)輸出電壓中獲取頻率信息，采用電壓取樣法無法獲取轉(zhuǎn)速信號(hào)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種從相電流中獲取發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的裝置，能從發(fā)電機(jī)的電流信號(hào)中獲取轉(zhuǎn)速信號(hào)，克服電源變換器的負(fù)載為空載時(shí)電壓取樣法無法獲取轉(zhuǎn)速信號(hào)的問題。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種從相電流中獲取發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的裝置，它包括電源變換器、電流變壓器、半波整流器以及整形比較器，電源變換器的輸入端與待測發(fā)電機(jī)的兩相輸出端相連，待測發(fā)電機(jī)的另一相輸出端和電源變換器的另一輸入端分別與電流變壓器的原邊相連，電流變壓器的副邊通過連接電路依次與半波整流器以及整形比較器相連。所述的待測發(fā)電機(jī)為抗短路發(fā)電機(jī)。所述的電源變換器為并聯(lián)穩(wěn)壓型電源變換器。[0009]所述的電流變壓器為包含頻率信號(hào)的電流-電壓轉(zhuǎn)換器。所述的電源變換器的輸出端接負(fù)載。本實(shí)用新型的有益效果在于:采用電流變壓器從發(fā)電機(jī)的電流信號(hào)中獲取轉(zhuǎn)速信號(hào)，克服了電源變換器的負(fù)載為空載時(shí)電壓取樣法無法獲取轉(zhuǎn)速信號(hào)的問題，并具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的特點(diǎn)。
圖1為一般發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測的波形變換示意圖；圖2為并聯(lián)穩(wěn)壓變換波形示意圖；圖3為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型電源變換器的簡化的模型示意圖；圖5為本實(shí)用新型電流變壓器副邊的連接電路圖。其中，1-電源變換器，2-電流變壓器，3-半波整流器，4-整形比較器，5-待測發(fā)電機(jī)。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。如圖3，一種從相電流 中獲取發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的裝置，它包括電源變換器1、電流變壓器2、半波整流器3以及整形比較器4，電源變換器I的輸入端與待測發(fā)電機(jī)5的兩相輸出端相連，待測發(fā)電機(jī)5的另一相輸出端和電源變換器I的另一輸入端分別和電流變壓器2的原邊相連，電流變壓器2的副邊通過連接電路依次與半波整流器3以及整形比較器4相連，最終與整形比較器4輸出電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)。所述的待測發(fā)電機(jī)5為抗短路發(fā)電機(jī)，抗短路發(fā)電機(jī)具有比較軟的外特性，即在輸出電流增大時(shí)端電壓下降很快，因而其特性接近于恒流源。所述的電源變換器I為并聯(lián)穩(wěn)壓型電源變換器，其簡化的模型見附圖4所示，其中的電源變換器2為采用PWM控制的并聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓器，通過調(diào)節(jié)脈沖“短路”時(shí)間來調(diào)節(jié)“短路”電流II，從而間接調(diào)節(jié)流過負(fù)載R的電流12，使負(fù)載上的電壓U穩(wěn)定?？梢酝茖?dǎo)出:U=Il^rTd ^中S為PWM波形中“短路”時(shí)間的占空比。當(dāng)負(fù)載為空載時(shí)R—m，由于U不變，則δ — 1，即發(fā)電機(jī)輸出的電壓波形全部被“短路”，這就是負(fù)載為空載時(shí)電壓法無法獲取轉(zhuǎn)速信號(hào)的原因。所述的電流變壓器2為包含頻率信號(hào)的電流-電壓轉(zhuǎn)換器。所述的電源變換器I的輸出端接負(fù)載R。雖然相電壓波形被斬波為PWM波形，但在繞組感抗的“扼流”作用下，相電流波形被平滑為光滑連續(xù)的基波，頻率為發(fā)電機(jī)電勢的頻率(ρη)，發(fā)電機(jī)的恒流特性使得其電流大小基本不變，并且波形始終以基波狀態(tài)存在，這就是電流法能夠測量轉(zhuǎn)速，而且與負(fù)載無關(guān)的理論依據(jù)。電流變壓器2的副邊與半波整流器3、整形比較器4以及信號(hào)輸出端6的電路圖如附圖5所示，圖中:I) T1為電流變壓器2副邊的電流互感器；2) R1為調(diào)整電流互感器輸出電壓幅度的電阻；[0030]3) V1S半波整流器；4) V1提供一個(gè)比較的參考的整流器；5) UA為整形比較器，將半正弦波信號(hào)變換為方波信號(hào)；電流互感器T1的一端依次與半波整流器V1、電阻R2、R5連接，然后與整形比較器UA的正極輸入端相連，電流互感器T1的另一端與參考的整流器V2相連，參考的整流器V2與輸入電源VCC以及電阻R4并聯(lián)后再串聯(lián)R6與整形比較器UA的負(fù)極輸入端相連，輸入電源VCC與整形比較器UA的輸出端之間設(shè)置有電阻R7,半波整流器V1和參考的整流器V2之間并聯(lián)電阻R3和電容Q。所述的電流變壓器2的原邊繞組N1為I匝，副邊繞組匝數(shù)N2由下面的公式確定:
權(quán)利要求1.一種從相電流中獲取發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的裝置，其特征在于:它包括電源變換器(I)、電流變壓器(2 )、半波整流器(3 )以及整形比較器(4 )，電源變換器(I)的輸入端與待測發(fā)電機(jī)(5 )的兩相輸出端相連,待測發(fā)電機(jī)(5 )的另一相輸出端和電源變換器(I)的另一輸入端分別與電流變壓器(2)的原邊相連，電流變壓器(2)的副邊通過連接電路依次與半波整流器(3)以及整形比較器(4)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從相電流中獲取發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的裝置，其特征在于:所述的待測發(fā)電機(jī)(5)為抗短路發(fā)電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從相電流中獲取發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的裝置，其特征在于:所述的電源變換器(I)為并聯(lián)穩(wěn)壓型電源變換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從相電流中獲取發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的裝置，其特征在于:所述的電流變壓器(2)為包含頻率信號(hào)的電流-電壓轉(zhuǎn)換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從相電流中獲取發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的裝置，其特征在于:所述的電源變換器(I)的輸出端接負(fù)載。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種從相電流中獲取發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的裝置，它包括電源變換器、電流變壓器、半波整流器、整形比較器以及信號(hào)輸出端，電源變換器的輸入端與待測發(fā)電機(jī)的兩相輸出端相連，待測發(fā)電機(jī)的另一相輸出端和電源變換器的另一輸入端分別與電流變壓器的原邊相連，電流變壓器的副邊通過連接電路依次與半波整流器、整形比較器以及信號(hào)輸出端相連。本實(shí)用新型的有益效果是采用電流變壓器從發(fā)電機(jī)的電流信號(hào)中獲取轉(zhuǎn)速信號(hào)，克服了電源變換器的負(fù)載為空載時(shí)電壓取樣法無法獲取轉(zhuǎn)速信號(hào)的問題，并具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01P3/46GK202975035SQ20122057762
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者吳智明, 黎雁, 鄭和俊 申請人:貴州航天林泉電機(jī)有限公司