感測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法
【專利摘要】本申請(qǐng)的一些實(shí)施例涉及感測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法。所述方法包括檢測(cè)發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的交流波形并從發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流波形中確定閾值電壓。所述方法進(jìn)一步包括通過將閾值電壓與交流波形進(jìn)行比較來確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速可以由發(fā)電機(jī)的輸出的周期之間的時(shí)間段所確定。其它實(shí)施例涉及包括以下步驟的方法：檢測(cè)發(fā)電機(jī)中可選擇的定子繞組產(chǎn)生的交流波形，以及測(cè)量交流波形的周期以取反地確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
【專利說明】感測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法
[0001]優(yōu)先權(quán)聲明
[0002]本申請(qǐng)要求于2011年11月4日提交的、名稱為“感測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法”的美國(guó)專利申請(qǐng)13/289，524的優(yōu)先權(quán)，在此通過引用包含該美國(guó)專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及使用振幅閾值檢測(cè)來感測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]為了確定發(fā)電機(jī)是否在正常參數(shù)下進(jìn)行工作，通常進(jìn)行對(duì)發(fā)電機(jī)頻率的感測(cè)。通常，通過對(duì)交流波形在過零點(diǎn)之間所經(jīng)過的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量可以確定由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流波形的頻率。
[0005]對(duì)交流波形在過零點(diǎn)之間所經(jīng)過的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量的其中一個(gè)缺點(diǎn)是:由于低信噪t匕，可能會(huì)意外地檢測(cè)到幻影(phantom)過零點(diǎn)，從而導(dǎo)致潛在的不正確的頻率測(cè)量。這個(gè)問題僅在低電壓振幅時(shí)出現(xiàn)，低電壓振幅不是發(fā)電機(jī)典型的工作狀態(tài)。
[0006]因?yàn)樵诟叩碾娖教幱懈咝旁氡?，所以更高的電平處不?huì)出現(xiàn)這些問題。因此，噪聲不會(huì)使信號(hào)不小心地通過過零點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是示出基本閾值檢測(cè)的示例性波形圖。
[0008]圖2是圖示性地示出實(shí)現(xiàn)基本閾值檢測(cè)的示例。
[0009]圖3是示例性交流發(fā)電機(jī)的局部截面圖，示出了繞組的位置。
[0010]圖4是以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400的示例形式示出了機(jī)器的圖示表示的框圖，在機(jī)器中可以執(zhí)行用于使機(jī)器完成在此討論的任意一個(gè)方法或多個(gè)方法的一組指令。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下文的描述及附圖對(duì)具體的實(shí)施例進(jìn)行了充分地說明，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┻@些實(shí)施例。其它實(shí)施例可以包括結(jié)構(gòu)上的、邏輯上的、電氣上的、方法上的及其它改動(dòng)。一些實(shí)施例的某些部分和特征可以包含在其它實(shí)施例的某些部分和特征中，或者替代其它實(shí)施例的某些部分和特征。權(quán)利要求中所陳述的實(shí)施例囊括了這些實(shí)施例所有可行的
等價(jià)替換。
[0012]現(xiàn)在參考圖1-圖3對(duì)感測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的示例性方法進(jìn)行描述。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，該方法包括檢測(cè)發(fā)電機(jī)(未示出)所產(chǎn)生的交流波形20并從發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的交流波形20中確定閾值電壓22。該方法進(jìn)一步包括通過將閾值電壓22的定時(shí)(timing)與交流波形20進(jìn)行比較來確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0013]應(yīng)當(dāng)注意的是，通過在發(fā)電機(jī)的輸出的周期之間的時(shí)間段可以確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。參考圖1，使用下列等式確定轉(zhuǎn)速:[0014](I)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速=1/T1 ;或 1/T2
[0015]在一些實(shí)施例中，對(duì)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流波形20進(jìn)行檢測(cè)包括將經(jīng)過電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)25的電壓按比例調(diào)節(jié)(scale)到信號(hào)電壓電平。例如，可以使用差分放大器27將未參考的交流波形20按比例調(diào)節(jié)到更低的直流參考電平26。
[0016]還考慮如下實(shí)施例:從由發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的交流波形20來確定閾值電壓22包括確定平均整流交流電壓。例如，可以使用差分放大器28來將全波整流交流信號(hào)29按比例調(diào)節(jié)到更低的直流參考電平31。
[0017]應(yīng)當(dāng)注意的是，通過將閾值電壓22與交流波形20進(jìn)行比較來確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速包括測(cè)量交流波形20超出閾值電壓22的情況之間的時(shí)間量T。例如，通過將閾值電壓22與交流波形20進(jìn)行比較來確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速可以包括測(cè)量平均交流電壓(i)跌落到閾值電壓22以下的超出閾值電壓22的情況之間的時(shí)間量T。如圖2所示，使用比較器32將交流波形20的已經(jīng)按比例調(diào)節(jié)的直流參考電平26與全波整流交流信號(hào)29的已經(jīng)按比例調(diào)節(jié)的直流參考電平31進(jìn)行比較，以產(chǎn)生可用于確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的方波輸出15。
[0018]在一些實(shí)施例中，檢測(cè)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流波形20可以包括檢測(cè)由發(fā)電機(jī)內(nèi)可選擇的定子繞組40所產(chǎn)生的交流波形20。
[0019]現(xiàn)在參考圖1-圖3對(duì)感測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的另一個(gè)示例性方法進(jìn)行描述。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，該方法包括檢測(cè)由發(fā)電機(jī)中可選擇的定子繞組40所產(chǎn)生的交流波形50。該方法進(jìn)一步包括測(cè)量交流波形50的頻率以確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0020]因?yàn)檎_定相的可選擇的定子繞組40上的電壓在主定子繞組58 (參見圖3)所產(chǎn)生的發(fā)電機(jī)的交流輸出短路的情況下不會(huì)崩潰，所以基于可選擇的定子繞組40所產(chǎn)生的交流波形20對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行感測(cè)是有益的。在主交流輸出短路時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行感測(cè)的能力可以允許對(duì)故障持續(xù)提供電流。對(duì)故障持續(xù)提供電流可以允許下游的過電流保護(hù)以隔離故障。
[0021]在一些實(shí)施例中，檢測(cè)可選擇的定子繞組40所產(chǎn)生的交流波形20可以包括對(duì)提供能量以激發(fā)交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)54的輔助繞組所產(chǎn)生的交流波形20進(jìn)行檢測(cè)。應(yīng)當(dāng)注意的是，輔助繞組可以與提供發(fā)電機(jī)的交流輸出的主繞組58異相。
[0022]改變輔助繞組和主繞組58之間的相可以允許(i)勵(lì)磁控制系統(tǒng)繼續(xù)向交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)54提供電流；(ii )發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的連續(xù)感測(cè)。
[0023]需要注意的是，由于轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)提供交流頻率，故發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速按比例與轉(zhuǎn)子60的轉(zhuǎn)速有關(guān)。改變轉(zhuǎn)子60上磁極的數(shù)量將改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和交流頻率之間的比例。例如，盡管可以考慮與2個(gè)轉(zhuǎn)子極不同的其它實(shí)施例，但是圖3只示出了 2極轉(zhuǎn)子。
[0024]在其它實(shí)施例中，檢測(cè)可選擇的定子繞組40所產(chǎn)生的交流波形包括對(duì)僅進(jìn)行轉(zhuǎn)速感測(cè)的定子繞組所產(chǎn)生的交流波形進(jìn)行檢測(cè)。只要可選擇的定子繞組40與主繞組58異相，從可選擇的定子繞組40感測(cè)的電壓在短路的情況下就不會(huì)崩潰。
[0025]如圖1-圖3所示，考慮如下實(shí)施例:測(cè)量交流波形20的頻率以確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速可以包括(如上文所論述的)(i)檢測(cè)發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的交流波形20 ；(ii)從發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的交流波形20中確定平均交流電壓29，以確立閾值電壓22 ;以及(iii)通過將閾值電壓22與交流波形20進(jìn)行比較來確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0026]在此描述的感測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法可以減少與測(cè)量具有低信噪比的頻率相關(guān)的問題，在低信噪比的情況下會(huì)意外地檢測(cè)出幻影過零點(diǎn)從而引起可能不正確的頻率測(cè)量。因此，感測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法可以允許低電壓振幅處精確的頻率測(cè)量，低電壓振幅不是發(fā)電機(jī)典型的工作狀態(tài)。
[0027]示例性機(jī)器結(jié)構(gòu)
[0028]圖4是以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400的示例形式示出了機(jī)器的圖示表示的框圖，在機(jī)器中可以執(zhí)行用于使機(jī)器完成在此討論的任意一個(gè)方法或多個(gè)方法的一組指令。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400可以作為服務(wù)器-客戶端網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的服務(wù)器或客戶端機(jī)器進(jìn)行工作，或作為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(或分布式)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的同位體機(jī)器進(jìn)行工作。
[0029]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400可以是服務(wù)器計(jì)算機(jī)、客戶端計(jì)算機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、平板型PC、機(jī)頂盒(STB)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、蜂窩電話、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)路由器、交換機(jī)或網(wǎng)橋，或者是能執(zhí)行規(guī)定了機(jī)器所采取的行動(dòng)的(連續(xù)的或其它的)一組指令的任何機(jī)器。進(jìn)一步地，雖然僅示出了單個(gè)機(jī)器，但是，術(shù)語“機(jī)器”應(yīng)包括機(jī)器的任意集合，這些機(jī)器單獨(dú)或共同執(zhí)行一組(或多組)指令以完成在此論述的任意一種方法或多種方法。
[0030]示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400可以包括處理器460 (例如，中央處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)或二者都有)、主存儲(chǔ)器470和靜態(tài)存儲(chǔ)器480，處理器460、主存儲(chǔ)器470和靜態(tài)存儲(chǔ)器480均經(jīng)由總線408彼此進(jìn)行通信。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400可以進(jìn)一步包括視頻顯示器單元410 (例如，液晶顯示器(IXD)或陰極射線管(CRT)顯示器))。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400還可以包括字母數(shù)字輸入設(shè)備420 (例如鍵盤)、光標(biāo)控制設(shè)備430 (例如鼠標(biāo))、磁盤驅(qū)動(dòng)器單元440、信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備450 (例如揚(yáng)聲器)，以及網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備490。
[0031]磁盤驅(qū)動(dòng)器單元440可以包括機(jī)器可讀媒介422，所述機(jī)器可讀媒介422上儲(chǔ)存了一組或多組體現(xiàn)了在此描述的任意一種或多種方法或功能的指令(例如軟件424)。軟件424在由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400執(zhí)行期間還可以完全或至少部分地儲(chǔ)存在主存儲(chǔ)器470和/或處理器460中，主存儲(chǔ)器470和處理器460也構(gòu)成了機(jī)器可讀媒介。應(yīng)當(dāng)注意的是，軟件424可以進(jìn)一步經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備490在網(wǎng)絡(luò)(例如圖3中的網(wǎng)絡(luò)380 )上被發(fā)送或接收。
[0032]雖然在示例性實(shí)施例中示出了機(jī)器可讀媒介422是單個(gè)媒介，但是，術(shù)語“機(jī)器可讀媒介”應(yīng)包括儲(chǔ)存了一組或多組指令的單個(gè)媒介或多個(gè)媒介(例如，集中式或分布式數(shù)據(jù)庫和/或相關(guān)的高速緩存和服務(wù)器)。術(shù)語“機(jī)器可讀媒介”還應(yīng)包括能儲(chǔ)存、編碼或傳送由機(jī)器執(zhí)行的一組指令且使機(jī)器完成在此描述的任意一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例的任何媒介。相應(yīng)地，術(shù)語“機(jī)器可讀媒介”應(yīng)包括但不限于固態(tài)存儲(chǔ)器、光學(xué)介質(zhì)和磁性介質(zhì)。
[0033]因此，在此描述了計(jì)算機(jī)化的方法和系統(tǒng)。盡管已經(jīng)參考具體的示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，很明顯可以在不偏離本發(fā)明范圍的情況下對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種修改和改變。相應(yīng)地，說明書和附圖被認(rèn)為是解釋性的而非限制性的。
[0034]提供摘要以符合對(duì)摘要提出要求的37C.F.R.Sectionl.72(b)，摘要能讓讀者清楚技術(shù)公開的本質(zhì)和主旨。在理解了摘要不是用來限制或解釋權(quán)利要求的范圍或含義的情況下提交了摘要。據(jù)此，將權(quán)利要求并入詳細(xì)的描述，并且每項(xiàng)權(quán)利要求基于其自身可以作為單獨(dú)的實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種感測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法，包括: 檢測(cè)發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的交流波形； 從所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流波形中確定閾值電壓；并且 通過將所述閾值電壓與所述交流波形進(jìn)行比較來確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，檢測(cè)發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的交流波形包括將經(jīng)過電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)的電壓按比例調(diào)節(jié)到信號(hào)電壓電平。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，從所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流波形中確定閾值電壓包括確定平均整流交流電壓。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過將所述閾值電壓與所述交流波形進(jìn)行比較來確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速包括測(cè)量平均交流電壓超出所述閾值電壓的情況之間的時(shí)間量。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過將所述閾值電壓與所述交流波形進(jìn)行比較來確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速包括測(cè)量平均交流電壓跌落至所述閾值電壓以下的情況之間的時(shí)間量。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，檢測(cè)發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的交流波形包括檢測(cè)所述發(fā)電機(jī)中的可選擇的定子繞組產(chǎn)生的交流波形。
7.—種感測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法,包括: 檢測(cè)發(fā)電機(jī)中的可選擇的定子繞組產(chǎn)生的交流波形；并且 測(cè)量所述交流波形的頻率以確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，檢測(cè)可選擇的定子繞組產(chǎn)生的交流波形包括檢測(cè)輔助繞組所產(chǎn)生的交流波形，所述輔助繞組提供能量以激發(fā)交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，檢測(cè)可選擇的定子繞組產(chǎn)生的交流波形包括檢測(cè)僅進(jìn)行轉(zhuǎn)速感測(cè)的定子繞組產(chǎn)生的交流波形。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，測(cè)量所述交流波形的頻率以確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速包括: 檢測(cè)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流波形； 從所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流波形中確定平均交流電壓以確立閾值電壓；并且 通過將所述閾值電壓與所述交流波形進(jìn)行比較來確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
【文檔編號(hào)】G01P3/46GK103842828SQ201280046450
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月4日
【發(fā)明者】E·D·阿爾布思邁爾, I·S·弗蘭普頓, K·R·博恩曼, G·A·克羅爾, D·W·多恩 申請(qǐng)人:科勒公司