[發明專利]交流發電機故障檢測電路和方法

在審

• 申請號: 201710705789.4
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN109407000A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 李棟;劉翔;張樹彥;麥新晨
• 申請（專利權）人: 中國航發商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 許柱山

本發明涉及一種交流發電機故障檢測電路和檢測方法。其中，交流發電機故障檢測電路包括信號調理模塊和數字邏輯模塊，信號調理模塊包括電感、第一電阻以及弱電相位檢測器，電感與第一電阻串聯，弱電相位檢測器與第一電阻并聯，弱電相位檢測器能夠將交流發電機的正弦波電壓信號調理為方波數字信號并反饋給數字邏輯模塊。本發明使得弱電相位檢測器電路上接受的電壓波動遠小于發電機的電壓波動范圍，降低了電路設計的難度又提高了信號的抗干擾能力，使得交流發電機故障檢測電路具有輸入電壓/頻率范圍寬的優點，解決了交流發電機電壓范圍寬的問題。本發明交流發電機故障檢測方法能夠縮小故障定位范圍，具有故障檢測能力強的優點。

技術領域

本發明涉及航空發動機技術領域，尤其涉及一種交流發電機故障檢測電路和旋轉機械。

背景技術

目前，為保障航空發動機的可靠性和啟動要求，主流航空發動機全權限電子控制系統基本上均采用飛機和永磁交流發電機共同向電子控制器供電的方式，一般啟動階段由飛機供電，待發動機達到一定轉速后由交流發電機供電。交流發電機安裝在發動機附件機匣上，屬于航線可更換單元，在出現故障后要求在20分鐘之內完成更換。因此，在飛行過程中，準確檢測并定位交流發電機故障，對提高FADEC故障檢測率、故障隔離率以及飛行可靠性具有重要意義。

由于在整個飛行循環中，交流發電機工作轉速范圍寬，輸出電壓和頻率范圍也寬(30Vrms～450Vrms/350Hz～4000Hz)，且故障模式較多(單相對地短路、兩相對地短路、三相短路、兩相短路、單相斷線、兩相斷線、三相斷線等)，同時，發動機對電子控制器的體積、重量有嚴格的限制，給電子控制器實時檢測交流發電機故障并進行故障隔離帶來了難度。目前，主流電子電子控制器多采用單純檢測電子控制器AC/DC變換電路輸出直流電壓的方式進行故障檢測，但較難判斷是EEC機內電源變換電路故障還是機外交流發電機故障，更無法判斷交流發電機故障模式。

為了提高航空發動機FADEC電子控制器對交流發電機的故障檢測和定位能力，兼顧電子控制器尺寸重量要求，非常有必要設計一種電路簡單、可靠性高、輸入電壓/頻率范圍寬、故障定位和故障模式識別能力強的電路和方法。

發明內容

為克服以上技術缺陷，本發明解決的技術問題是提供一種交流發電機故障檢測電路和檢測方法，具有輸入電壓/頻率范圍寬、故障檢測能力強的優點。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種交流發電機故障檢測電路，其包括信號調理模塊和數字邏輯模塊，信號調理模塊包括電感、第一電阻以及弱電相位檢測器，電感與第一電阻串聯，弱電相位檢測器與第一電阻并聯，弱電相位檢測器能夠將交流發電機的正弦波電壓信號調理為方波數字信號并反饋給數字邏輯模塊。

進一步地，方波數字信號為只有正電壓信號的方波數字信號。

進一步地，還包括第二電阻，第二電阻與第一電阻并聯且與弱電相位檢測器串聯，第二電阻的電阻值大于第一電阻的電阻值。

進一步地，第二電阻的電阻值與第一電阻的電阻值之比大于等于10。

進一步地，弱電相位檢測器為光耦、三極管或運算放大器。

進一步地，信號調理模塊為三個，用于將交流發電機的三相正弦波電壓信號分別調理為三相方波數字信號并反饋給數字邏輯模塊。

進一步地，數字邏輯模塊包括計算單元和判斷單元，計算單元用于將三相方波數字信號先進行兩兩與運算后再進行或運算以獲得運算方波信號，判斷單元用于將三相方波數字信號與運算方波信號進行分析來輸出不同的故障指示。