[实用新型]一种用于发电机转子电压测量的滤波电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种滤波电路，特别涉及一种用于发电机转子电压测量的滤波电路。

背景技术

发电机转子电压波形为规则的六波头形势，即在一个工频周期内存在六个波形形式一致的波头，对转子电压进行傅里叶变化即可发现，转子电压波形中包含了直流分量和六的倍数次谐波的交流分量。很多情况下，在发电机转子电压的检测中，被检测的电气量总是包含了直流分量和交流分量。对于许多设备控制来说，交流分量的存在严重影响到测量结果的精度和准确性，为了滤除检测量中的交流分量，多数情况下都引入了滤波电路，特别是对于只采集转子电压中的直流分量的系统来说，对采集信号中的交流分量的滤波效果直接影响到系统采样精度以及整个控制系统的可靠性。滤波电路的引入虽然很大程度上衰减了交流分量在在整个检测量中的比重，但是同时也带来了响应速度的问题。对于交流分量频谱确定的检测量，检测过程可以通过软件进行滤波处理。对于交流分量频谱变化的检测量，通过软件进行滤波处理程序复杂。目前实现上述滤波效果的方法主要有以下两种。

第一种为通过硬件电路设计低通滤波器实现。其原理是将检测量通过一个低通滤波器，将信号中的交流分量大幅衰减。由于低次谐波的存在，滤波系统的截止频率、衰减幅度和系统响应时间存在矛盾。当截止频率较低，衰减幅度较大时，系统响应时间也大，影响到采样及相关控制系统的控制实时性。当截止频率较高，衰减幅度较小时，虽然系统响应时间可以缩短，但是检测量中含有的交流分量较多，采样精度不高。

第二种为通过软件设计方法实现。当检测量中含有的交流分量频谱固定时，可以通过程序进行滤波处理。根据香农采样定理，如果采样后的信号包含了被采样信号的所有信息，即采样后的信号如果能完整的还原成采样前的信号，则采样频率必须不小于被采样信号中包含的最高频率分量对应频率的两倍。因此，很多软件方法实现滤波都需要外部硬件电路的低通滤波器配合使用。通过外部硬件电路滤除高频分量，再通过软件算法实现低频分量的滤除。低频分量的滤除和低通滤波器，都增大了滤波时间常数。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于发电机转子电压测量的滤波电路，能够快速滤除发电机转子输入电压信号中的交流分量。

本实用新型的目的是通过以下技术措施实现的：

一种用于发电机转子电压测量的滤波电路，包括用于提取输入信号交流分量并取反的交流分量处理电路、加法电路；原始输入信号一路接入所述交流分量处理电路的输入端，原始输入信号另一路和所述交流分量处理电路的输出信号分别输入所述加法电路，经加法电路相叠加，所述加法电路输出滤波后的原始输入信号直流分量。

所述交流分量处理电路包括用于提取输入信号交流分量的提取电路、取反电路；所述原始输入信号依次经所述提取电路和取反电路输出。

所述取反电路包括用于对输入信号进行相位补偿的第一级补偿电路和第二级补偿电路；所述提取电路的输出信号依次经所述第一级补偿电路和第二级补偿电路输出。

所述提取电路包括第一运放、隔离电容、第一电阻和第二电阻；所述隔离电容一端为所述提取电路的输入端，接入所述原始输入信号，隔离电容另一端一路通过所述第一电阻接地，另一路连接到所述第一运放的同相输入端，所述第二电阻连接在所述第一运放的反相输入端和输出端之间，所述第一运放的输出端为所述提取电路的输出端。

所述第一级补偿电路包括第二运放、第一补偿电容、第三电阻和第四电阻；所述第三电阻一端为所述第一级补偿电路的输入端，连接到所述提取电路的输出端，第三电阻另一端连接到所述第二运放的同相输入端，所述第四电阻连接在所述第二运放的反相输入端和输出端之间，所述第二运放的反相输入端通过所述第一补偿电容接地，所述第二运放的输出端为所述第一级补偿电路的输出端；

所述第二级补偿电路包括第三运放、第二补偿电容、第五电阻和第六电阻；所述第五电阻一端为所述第二级补偿电路的输入端，连接到所述第一级补偿电路的输出端，第五电阻另一端连接到所述第三运放的反相输入端，所述第二补偿电容连接在所述第三运放的反相输入端和输出端之间，所述第三运放的同相输入端通过所述第六电阻接地，所述第三运放的输出端为所述第二级补偿电路的输出端，连接到所述加法电路的一路输入端。

所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻的阻值相等；所述隔离电容、第一补偿电容和第二补偿电容的容值相等。

作为实用新型的一种具体实施方式，还包括用于原始输入信号隔离输入的隔离电路；所述原始输入信号经所述隔离电路分两路分别输入所述交流分量处理电路和加法电路。