[發明專利]多電航空發動機起發電機轉速信號提取電路

在審

• 申請號: 202011543288.9
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112564626A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 方鋆;鐘翼;孫汝輝
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H03B19/00
• 分類號: H03B19/00;H03K3/64;G01P3/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種多電航空發動機起發電機轉速信號提取的方法及電路，其特征在于，電路包括參考電壓合成電路、參考電壓分壓電路、參考電壓濾波電路、相電壓分壓電路、相電壓濾波電路、相電壓限幅電路和電壓比較電路，所述的參考電壓合成電路由電阻器R1、電阻器R2、電阻器R3組成，其中，電阻器R1、電阻器R2、電阻器R3一端與起發電機三相電壓信號相連，另一端共接形成星型連接，所述的參考電壓分壓電路和參考電壓濾波電路由電阻器R4和電容器C1組成，其中，電阻器R4作為分壓電阻一端與星型連接中點相連，另一端接地，電容器C1作為濾波電容與電阻器R4并聯，所述的相電壓分壓電路由電阻器R5、電阻器R6、電阻器R7、電阻器R8、電阻器R9和電阻器R10組成，其中，電阻器R5和電阻器R6串聯，電阻器R5另一端接起發電機C相，電阻器R6另一端接地，電阻器R7和電阻器R8串聯，電阻器R7另一端接起發電機B相，電阻器R8另一端接地，電阻器R9和電阻器R10串聯，電阻器R9另一端接起發電機A相，電阻器R10另一端接地，所述的相電壓濾波電路由電容器C2、電容器C3和電容器C4組成，其中，電容器C2作為濾波電容與電阻器R6并聯，電容器C3作為濾波電容與電阻器R8并聯，電容器C4作為濾波電容與電阻器R10并聯，所述的相電壓限幅電路由鉗位二極管D1、鉗位二極管D2、鉗位二極管D3、鉗位二極管D4、鉗位二極管D5和鉗位二極管D6組成，其中，鉗位二極管D1和鉗位二極管D2對C相電壓比較信號的輸出電壓幅值進行了限制，鉗位二極管D3和鉗位二極管D4對B相電壓比較信號的輸出電壓幅值進行了限制，鉗位二極管D5和鉗位二極管D6對A相電壓比較信號的輸出電壓幅值進行了限制，所述的電壓比較電路由3個電壓比較器組成，多電航空發動機起發電機轉速信號提取電路以起發電機的三相電壓信號作為輸入，對三相電壓信號進行合成、分壓和濾波，得到參考電壓比較信號，再取各相電壓進行分壓、濾波和信號限幅得到三路相電壓比較信號，參考電壓比較信號與三路相電壓比較信號通過電壓比較電路進行比較，輸出相位相差120°的三路方波信號作為發動機的起發電機轉速信號。

2.根據權利要求1所述的參考電壓合成電路，所述參考電壓指的是起發電機三相繞組中點的電壓，該電壓測點位于電機內部，難以直接測量，因此需要參考電壓合成電路利用三相電壓信號模擬出三相繞組中點的電壓，合成的參考電壓再經過參考電壓分壓電路和參考電壓濾波電路得到參考電壓比較信號。

3.根據權利要求1所述的相電壓限幅電路，所述相電壓是起發電機的中一相，由于發電機的相電壓隨轉速的增大而增大，故相電壓在發電機模式時變化范圍很大，因此，相電壓信號進行處理時，除了對相電壓信號進行分壓和濾波，還需要對相電壓進行限幅，保證相電壓比較信號在比較器輸入端的可承受范圍內。

4.根據權利要求1所述的參考電壓分壓電路和相電壓分壓電路，所述的參考電壓分壓的比例與相電壓分壓的比例應該相同，從而保證分壓后的參考電壓比較信號與相電壓比較信號的相對大小關系和原參考電壓信號與原相電壓信號相對大小相同。

5.根據權利要求1所述的參考電壓比較信號與三路相電壓比較信號通過電壓比較電路進行比較，其目的是利用參考電壓與相電壓信號相對大小的變化頻率獲得反映發動機起發電機轉速的方波信號。其原理為參考電壓信號與相電壓信號的相對大小實際反映了某相線圈感生電動勢在轉子旋轉時的正負變化，感生電動勢的正負變化是由線圈切割旋轉磁場時磁場方向反向導致的，轉子旋轉一周某相線圈切割旋轉磁場反向的次數由轉子極對數決定，確定起發電機型號后轉子極對數為已知值，因此通過參考電壓信號與相電壓信號相對大小的比較就能獲得反映起發電機轉子轉速的方波信號。

6.根據權利要求1所述的三路方波信號作為發動機的轉速信號，三路方波信號頻率f與實際起發電機轉速n有如下關系，其中p為起發電機轉子極對數。

7.根據權利要求1所述的相位相差120°的三路方波信號，通過檢測三路相位相差120°方波信號的上升沿和下降沿，可以獲得原方波信號頻率六倍的倍頻方波信號，使用測頻法進行測量時，倍頻信號可以進一步提高轉速測量的精度。