[發(fā)明專利]一種高可靠的鍵相脈沖自適應采樣電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810428527.2
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108803410B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 王振華;郭震;周文博;唐亮;孫辰軍;盧朝暉;魏明磊;趙明敏;胡凱利;姚艷艷
• 申請（專利權(quán)）人: 許繼集團有限公司;國網(wǎng)河北省電力有限公司;許繼電氣股份有限公司;許昌許繼軟件技術(shù)有限公司;中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

本發(fā)明涉及一種高可靠的鍵相脈沖自適應采樣電路，屬于電力系統(tǒng)實時測量技術(shù)領域，包括第一A/D采樣模塊、幅值衰減模塊、比較模塊和處理器，第一A/D采樣模塊連接處理器，幅值衰減模塊經(jīng)過比較模塊連接處理器，處理器用于根據(jù)第一A/D采樣模塊采集到的鍵相脈沖計算幅值衰減系數(shù)和比較閾值，幅值衰減模塊用于接收處理器發(fā)送的衰減系數(shù)，并根據(jù)該衰減系數(shù)衰減鍵相脈沖的幅值，比較模塊用于將處理器反饋的比較閾值與幅值衰減后的鍵相脈沖進行比較，輸出能夠被處理器直接采集的電平信號。本發(fā)明可自適應現(xiàn)場多樣化的脈沖，降低人工消耗，提高智能化程度；同時可適時自檢比較器閾值參考電壓，提高系統(tǒng)的可靠性。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種高可靠的鍵相脈沖自適應采樣電路，屬于電力系統(tǒng)實時測量技術(shù)領域。

背景技術(shù)

發(fā)電機功角是電網(wǎng)擾動、振蕩和失穩(wěn)軌跡的重要記錄數(shù)據(jù)，是反映電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要狀態(tài)指標之一，因此，研究一種高可靠的發(fā)電機功角測量電路具有重要意義。

目前，發(fā)電機的功角是通過鍵相傳感器測量得到的，鍵相測量是通過在被測軸上設置一個凹槽2，稱鍵相標記，如圖1所示，當這個凹槽2轉(zhuǎn)到探頭位置時，相當于探頭與被測面間距變化，傳感器1會產(chǎn)生一個脈沖信號，軸每轉(zhuǎn)一圈，就會產(chǎn)生一個脈沖信號，產(chǎn)生的時刻表明了軸在每轉(zhuǎn)周期中的位置。因此，通過對脈沖計數(shù)，可以測量軸的轉(zhuǎn)速；通過將脈沖與軸的振動信號比較，可以確定振動的相位角，用于軸的動平衡分析以及設備的故障分析與診斷等方面。

由于鍵相傳感器的種類繁多，不同鍵相傳感器輸出的脈沖幅值存在較大的個體差異，脈沖幅值在-48V～+48V之間。而普通信號調(diào)理、采集等模擬電路可識別的信號電平范圍要小得多，比如-15V～+15V或者-10V～+10V，F(xiàn)PGA等處理器能識別的電平范圍為0～3.3V或者0～5V,不能直接采集鍵相脈沖。因此，需要一種采樣電路對不同幅值大小的鍵相脈沖進行幅值衰減、整形、調(diào)理后，轉(zhuǎn)換成能夠被后級采樣電路識別的電平。

傳統(tǒng)的做法是通過撥碼開關進行手動設置，把鍵相脈沖幅值按比例進行衰減。如圖2所示，需根據(jù)現(xiàn)場鍵相傳感器的實際脈沖幅值，手動設定兩個撥碼開關，來分別配置幅值衰減系數(shù)和比較器閾值參考電壓，直接送入比較器進行比較輸出，應用不靈活，自適應性不強，對電路故障檢測也不夠準確。

現(xiàn)有技術(shù)中，大多鍵相脈沖的采集電路不能適應多種傳感器輸出的不同幅值大小的鍵相脈沖，例如公告號為CN202869638U的中國專利提出了一種“旋轉(zhuǎn)機械的鍵相信號自適應處理系統(tǒng)”，以及公告號為CN202158899U的中國專利提出了一種“鍵相器模塊”，均只能針對單一幅值的鍵相脈沖，當多個不同幅值大小的鍵相脈沖均需要采集時，上述兩個專利中的采集模塊均不能準確、有效的自動采集鍵相脈沖。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高可靠的鍵相脈沖自適應采樣電路，用于解決現(xiàn)有鍵相脈沖采集電路不能識別脈沖幅值、需要手動配置，自適應能力差的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種鍵相脈沖采樣電路，包括第一A/D采樣模塊、幅值衰減模塊、比較模塊和處理器，幅值衰減模塊的輸入端用于接收鍵相脈沖，幅值衰減模塊的輸出端分別連接第一A/D采樣模塊和比較模塊，第一A/D采樣模塊連接處理器，比較模塊的輸入端連接處理器，處理器用于根據(jù)第一A/D采樣模塊采集到的鍵相脈沖計算幅值衰減系數(shù)和比較閾值，幅值衰減模塊用于接收處理器發(fā)送的衰減系數(shù)，并根據(jù)該衰減系數(shù)衰減鍵相脈沖的幅值，比較模塊用于將處理器反饋的比較閾值與幅值衰減后的鍵相脈沖進行比較，輸出能夠被處理器直接采集的電平信號。

本發(fā)明首先通過處理器采集鍵相脈沖的幅值，根據(jù)鍵相脈沖的幅值的最大值和最小值，計算出合適的幅值衰減系數(shù)和比較閾值，將經(jīng)過幅值衰減模塊的鍵相脈沖和比較模塊中的比較閾值進行比較，最后輸出能夠被處理器直接采集的電平信號。本發(fā)明的采集電路能夠自動適應多種輸出不同脈沖幅值大小的鍵相傳感器，實現(xiàn)鍵相脈沖的智能采樣。