[發明專利]旋轉整流器及勵磁電路故障雙功能和雙余度監測電路

有效

• 申請號: 201410102698.8
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103852669B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 劉建英;董慧芬
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/28
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司12108
• 代理人: 呂志英

技術領域

本發明涉及無刷交流發電機領域，特別是涉及一種旋轉整流器及勵磁電路故障雙功能和雙余度監測電路。

背景技術

無刷交流發電機采用一臺旋轉電樞式同步發電機、安裝于轉子上的整流器和一臺旋轉磁極式同步發電機，共同構建成一臺無電刷的發電機，由于省去了電刷和滑環，極大地提高了發電機的可靠性。旋轉整流器是實現無刷的關鍵部件，也是發電機中唯一的半導體器件。由于整流器工作在高轉速和較高溫度狀態下，受到離心力、熱應力等的影響，因此其故障率較高。當整流二極管發生短路或開路故障時，直接影響著交流勵磁機和主發電機的安全運行。因此如何快速、準確地判定出旋轉整流器的故障，并及時準確地采取保護措施，是保證發電機正常運行的必要舉措。此外，當發電機發生過載、過流或短路故障時，在調壓器的作用下，發電機的勵磁電流會明顯增大。因此，在發電機運行過程中隨時監控勵磁電流的大小，是進行過載、過流及短路保護的一種后備手段，是一種余度控制策略。

由于旋轉整流器位置的特殊性，無刷交流發電機中旋轉整流器的故障監測一直是一個技術難題，目前已經研究出的多種故障診斷方法，都采用了諧波頻譜分析方法或人工智能算法，這些故障診斷方法都需要編制復雜的軟件進行大量的數據分析和運算，在一定程度上增加了發電機控制器軟、硬件的復雜程度，實現起來比較困難。因此有必要設計一種簡單可靠、低成本和多功能的故障監測電路來監控旋轉整流器的故障和勵磁電路的故障。

發明內容

本發明的目的是提供一種旋轉整流器及勵磁電路故障雙功能和雙余度監測電路，以解決目前旋轉整流器故障診斷方法太過復雜及成本高的不足。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是提供一種旋轉整流器及勵磁電路故障雙功能和雙余度監測電路，該監測電路的取樣電阻連接于無刷交流發電機之中，該無刷交流發電機包括旋轉電樞式交流勵磁機、旋轉整流器和旋轉磁極式主發電機，旋轉整流器用于將勵磁機轉子電樞繞組上發出的三相交流電整流成直流電，供給主發電機的轉子勵磁繞組；其中：所述監測電路分為兩條支路，一條支路為監測勵磁電流中的諧波含量的電路分支，另一條支路為監測勵磁電流大小的電路分支；

所述監測諧波含量的電路分支包括有隔直電路、線性放大電路、整流濾波電路和比較器，所述阻容隔直電路的輸出端接到線性放大器的輸入端，線性放大器的輸出端接到整流濾波電路的輸入端，整流濾波電路的輸出端接到比較器的輸入端；

所述監測勵磁電流大小的電路分支包括有源低通濾波放大電路、比較器，所述低通濾波放大電路的輸出端接到比較器的輸入端；

所述監測電路設置在無刷交流發電機的發電機控制器里，共享發電機控制器的工作電源；所述兩條支路接在差分放大器的輸出端，差分放大器的輸入端分別連接取樣電阻的兩端，所述取樣電阻串聯在交流勵磁機的勵磁電路中，取樣電阻的電壓信號大小和波形與交流勵磁機勵磁電流完全一致。

本發明的效果是該旋轉整流器及勵磁電路故障雙功能和雙余度監測電路無須采用復雜的數據分析和計算，僅通過采集勵磁機的勵磁電流信號，并通過簡單的電子電路就可以實現對旋轉整流器故障的雙余度監控，可以實現旋轉整流器和勵磁電路故障的在線監測。同時還可以監測勵磁電流的異常增大，具有一個電路實現兩種功能的優點，極大地簡化了發電機故障監測技術，提高了故障監控的可靠性和實用性。與其他旋轉整流器故障監測技術相比，該電路的硬件成本可以減少90％以上，且無須編制復雜的數據處理軟件。

附圖說明

圖1是本發明的監測電路結構方框圖。

圖中：

1、串聯在勵磁機勵磁電路中的取樣電阻 2、差動放大器

3、隔直電路 4、線性放大電路 5、整流濾波電路 6、第一比較器

7、有源低通濾波及放大電路 8、第二比較器 9、發電機控制器

100、監測諧波含量的電路分支 200、監測勵磁電流大小的電路分支

具體實施方式

結合附圖對本發明的旋轉整流器及勵磁電路故障雙功能和雙余度監測電路的結構加以說明。

本發明的旋轉整流器及勵磁電路故障雙功能和雙余度監測電路，該監測電路的取樣電阻連接于無刷交流發電機之中，該無刷交流發電機包括旋轉電樞式交流勵磁機、旋轉整流器和旋轉磁極式主發電機，旋轉整流器用于將勵磁機轉子電樞繞組上發出的三相交流電整流成直流電，供給主發電機的轉子勵磁繞組；

其特征是：所述監測電路分為兩條支路，一條支路為監測勵磁電流中的諧波含量的電路分支100，另一條支路為監測勵磁電流大小的電路分支200；