[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

本發明公開了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，用于多電航空發動機起發電機在起動電機模式和發電機模式下轉速信號的提取，該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，作為參考電壓信號連接到比較電路，再取各相電壓進行分壓、濾波和限幅，連接到比較電路，隨著電機的旋轉，比較電路輸出三路方波信號作為發動機的起發電機轉速信號。本發明設計精巧、結構簡單、轉速測量精度高，兼顧了起動電機模式和發電機模式的轉速檢測，避免傳統的磁電式轉速傳感器的安裝，有利于提高航空發動機及控制系統的可靠性和緊湊性。

技術領域

本發明為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，屬于航空發動機控制領域，基于該電路可兼顧多電航空發動機起發電機在起動電機模式和發電機模式下轉速信號的提取。

背景技術

在航空發動機控制中，發動機轉速是一個非常重要的被控量，發動機狀態的控制體現在對轉速的控制，同時轉速也是評價發動機性能的一個重要參數。因此，其測量的準確性及穩定性，直接影響到發動機的控制狀態。

航空發動機中一般采用的轉速傳感器有霍爾傳感器、磁電式轉速傳感器、光電式轉速傳感器和測速電機傳感器。磁電式轉速傳感器結構簡單且精度高，使用了全權限數字發動機控制器(FADEC)的發動機多使用磁電式轉速傳感器。多電航空發動機起發電機本身就是一個轉速傳感器，通過對其相電壓信號的處理即可獲得多電航空發動機轉速信號。

專利號CN201310086952.5公開了一種寬范圍高精度轉速測量電路，采用寬頻磁電感應式轉速傳感器，用于測量小型渦噴發動機的轉速，解決了其不能從低速到高速連續測量的問題。專利號CN201510924429.4公開了一種發動機轉速測量電路及方法，其通過兩個獨立轉速傳感器采集發動機轉速信號，通過高、低閾值兩種非相似余度調理電路進行調理輸出方波信號，通過表決得到最終發動機轉速，抗干擾能力強，可靠性高，適用于飛行包線寬，使用環境復雜的航空發動機轉速測量系統。

目前尚未有針對多電航空發動機起發電機轉速信號提取的相關電路，本發明針對這一領域提出一種設計精巧、結構簡單的轉速信號提取電路，可實現多電航空發動機起發電機起動電機模式和發電機模式下寬范圍轉速信號的提取，避免了傳統的磁電式轉速傳感器的安裝，有利于提高航空發動機及控制系統的可靠性和緊湊性。

發明內容

發明目的：本發明提供了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，將起發電機三相的信號轉換為反映轉速的方波信號，采取適當的濾波克服毛刺干擾，獨立于起發電機控制器，即使控制器失效也能獲得準確的轉速信號，避免安裝傳統的磁電式轉速傳感器，有利于提高航空發動機及控制系統的可靠性和緊湊性。

技術方案：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，其中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。

本發明的測速對象多電航空發動機起發電機有兩種工作模式，當航空發動機啟動時，起發電機處于起動電機模式，起發電機產生起動扭矩帶動航空發動機轉子。當航空發動機完成啟動后，起發電機處于發電機模式，提取航空發動機剩余軸功率產生電能。

本發明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，作為參考電壓信號連接到比較電路，再取三相電壓分別進行分壓、濾波和限幅，連接到比較電路，隨著電機的旋轉，比較電路將輸出三路相位相差120°的方波信號作為起發電機轉速信號。

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。