[發明專利]單相異步交流測速發電機高精度快速測速電路

有效

• 申請號: 201910754228.2
• 申請日: 2019-08-15
• 公開（公告）號: CN110376397B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 丁禹心;陳德傳;陳雪亭
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01P3/46
• 分類號: G01P3/46
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

1.單相異步交流測速發電機高精度快速測速電路,包括勵磁電壓檢測電路、測速信號處理電路，其特征在于：

所述勵磁電壓檢測電路包括開關電源模塊SP1、電壓互感器VS1、勵磁RMS/DC芯片IC1、上勵磁電阻R1、下勵磁電阻R2、勵磁濾波電容C1、勵磁隔直電容C2、勵磁輸出電容C5，交流勵磁電壓的一端U1L端與所述單相異步交流測速發電機TG1的勵磁繞組EW的一端AC1端、所述電壓互感器VS1的第一輸入端AC1端以及所述開關電源模塊SP1的相線端L端連接，所述交流勵磁電壓二端U1N端與所述單相異步交流測速發電機TG1的勵磁繞組EW的另一端AC2端、所述電壓互感器VS1的第二輸入端AC2端、所述開關電源模塊SP1的零線端N端連接，所述開關電源模塊SP1的地端GND端接地，所述開關電源模塊SP1的輸出端+V端與所述電路電源端+VCC端連接，所述電壓互感器VS1的第1輸出端OUT1端與所述上勵磁電阻R1的一端連接，所述上勵磁電阻R1的另一端與所述下勵磁電阻R2的一端、所述勵磁濾波電容C1的一端以及所述勵磁RMS/DC芯片IC1的正輸入端IN+端連接，所述電壓互感器VS1的第二輸出端OUT2端、所述下勵磁電阻R2的另一端、所述勵磁濾波電容C1的另一端、所述勵磁隔直電容C2的一端均接地，所述勵磁隔直電容C2的另一端與所述勵磁RMS/DC芯片IC1的負輸入端IN-端連接，所述勵磁RMS/DC芯片IC1的正輸出端OUT+端與所述勵磁輸出電容C5的一端、乘法器IC3的第一輸入端正端X1端連接，所述勵磁輸出電容C5的另一端接地，所述勵磁RMS/DC芯片IC1的使能端/EN端、負電源端-V端、地端GND端、負輸出端OUT-端均接地，所述勵磁RMS/DC芯片IC1的正電源端+V端與電路電源端+VCC端連接；

所述測速信號處理電路包括單相異步交流測速發電機TG1、測速RMS/DC芯片IC2、乘法器IC3、運放IC4、上測速電阻R3、下測速電阻R4、乘法電阻R5、負端電阻R6、正端電阻R7、測速濾波電容C3、測速隔直電容C4、測速輸出電容C6、正端電容C7，所述單相異步交流測速發電機TG1的勵磁繞組OW的第一輸出端OUT1端與所述上測速電阻R3的一端連接，所述上測速電阻R3的另一端與所述下測速電阻R4的一端、所述測速濾波電容C3的一端、所述測速RMS/DC芯片IC2的正輸入端IN+端連接，所述單相異步交流測速發電機TG1的勵磁繞組OW的第二輸出端OUT2端、所述下測速電阻R4的另一端、所述測速濾波電容C3的另一端、所述測速隔直電容C4的一端均接地，所述測速隔直電容C4的另一端與所述測速RMS/DC芯片IC2的負輸入端IN-端連接，所述測速RMS/DC芯片IC2的正輸出端OUT+端與所述測速輸出電容C6的一端、所述正端電阻R7的一端連接，所述測速RMS/DC芯片IC2的使能端/EN端、負電源端-V端、地端GND端、負輸出端OUT-端均接地，所述測速RMS/DC芯片IC2的正電源端+V端與電路電源端+VCC端連接，所述正端電阻R7的另一端與所述正端電容C7的一端、所述運放IC4的正輸入端IN+端連接，所述運放IC4的負電源端-V端、所述測速輸出電容C6的另一端、所述正端電容C7的另一端均接地，所述運放IC4的正電源端+V端與電路電源端+VCC端連接，所述運放IC4的負輸入端IN-端與所述乘法電阻R5的一端、所述負端電阻R6的一端連接，所述負端電阻R6的另一端接地，所述乘法電阻R5的另一端與所述乘法器IC3的輸出端W端連接，所述乘法器IC3的第二輸入端正端Y1端與所述運放IC4的輸出端OUT端連接，所述乘法器IC3的第一輸入端負端X2端、第二輸入端負端Y2端、偏置端Z端以及所述乘法器IC3的負電源端-V端均接地，所述乘法器IC3的正電源端+V端與電路電源端+VCC端連接。

2.根據權利要求1所述的單相異步交流測速發電機高精度快速測速電路，其特征在于所使用的電壓互感器VS1、勵磁RMS/DC芯片IC1、測速RMS/DC芯片IC2、乘法器IC3、運放IC4、開關電源模塊SP1均采用現有的成熟產品，可以通過市場取得；其中電壓互感器VS1采用JDG系列，勵磁RMS/DC芯片IC1、測速RMS/DC芯片IC2采用LTC1968，乘法器IC3采用AD633，運放IC4采用TLC4501。

3.根據權利要求1所述的單相異步交流測速發電機高精度快速測速電路，其特征在于電路參數配合關系如下：

電壓互感器VS1的輸出信號為u₃＝k_vu₁，為單相異步交流測速發電機的勵磁電壓，k_v為電壓互感器VS1的變比，單相異步交流測速發電機輸出的交流電壓信號的最大幅值為其中的k_n是常數，U₁為交流勵磁電壓u₁的有效值，n為單相異步交流發電機的轉速；R1、R2、R3、R4、R5、R6分別表示上勵磁電阻R1、下勵磁電阻R2、上測速電阻R3、下測速電阻R4、乘法電阻R5、負端電阻R6的電阻值，主要參數配合如下：

U_outmax≤V_cc (4)

電路輸出信號U_out與被測速度間的關系如式(5)所示；

式中的k_m為乘法器IC3的運算系數，由具體型號的乘法器芯片產品給定，U_outmax、V_cc分別為電路輸出信號U_out的最大值、電路供電電壓值，n_max為被測速度的最大值。