[发明专利]一种同步交流发电机转速测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种同步交流发电机转速测量系统及方法。该系统包括：电压测量模块，用于实时测量待测同步交流发电机输出的交流电压信号U_ac，并将交流电压信号U_ac转换为同频率的交流电流信号I_s；信号调理模块，用于将交流电流信号I_s进行信号调理，生成频率为m倍交流电流信号I_s频率的方波信号S_H；控制模块，采用DSP控制芯片，用于接收方波信号S_H，并根据所述方波信号S_H的频率以及倍频倍数m实时计算得到待测同步交流发电机转速；方波信号S_H的频率在DSP控制芯片捕获的特定测量频率范围内。本发明测速范围宽，无论在电机处于高速还是低速状态下都可以保证测量效果和测量精度；同时还能有效解决机组体积受限时机组转速测量问题，并降低机组转速测量成本。

技术领域

本发明属于电机转速测量技术领域，更具体地，涉及一种同步交流发电机转速测量系统及方法。

背景技术

电机控制中经常需要测量电机转速，一般采用光电编码器或者齿轮盘实现电机转速测量。在齿轮盘测速中，当齿轮盘齿尖位于传感器下方时，传感器会产生高电平，当齿轮盘齿谷位于传感器下方时，传感器会产生低电平，因此当齿轮盘随电机转子旋转时传感器会产生高低电平交替变化的方波信号，光电编码器测速时传感器会产生两路正交编码信号。采用齿轮盘或光电编码器测速时，当电机转速较高，一般采用定时计脉冲数来测速，此时脉冲宽度较窄，如果脉冲频率大于定时器频率，则齿轮盘无法测速。当电机转速较低时，一般采用测量脉冲周期测速，此时脉冲周期较长，如果脉冲周期大于定时器周期，则会导致溢出，因此在电机高速和低速状态下齿轮盘和光电编码器测速方式精度较差，同时电机安装光电编码器和齿轮盘测速成本较高，外置测速装置还会增加电机轴向长度。

由于电机转速测量在电机控制领域有着广泛的需求，转速测量精度直接关系到电机控制性能的优劣，而光电编码器或者齿轮盘测速方式增加了电机轴向长度并且成本较高，因此有必要采用一种适用的同步交流发电机转速测量方法，克服现有方法的缺陷，解决电机轴向长度受限时电机转速测量问题，并降低机组转速测量成本。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种同步交流发电机转速测量系统及方法，测速范围宽，无论在电机处于高速还是低速状态下都可以保证测量效果和测量精度；同时还能有效解决机组体积受限时机组转速测量问题，并降低机组转速测量成本。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种同步交流发电机转速测量系统，包括：

电压测量模块，与待测同步交流发电机输出绕组相连，用于实时测量所述待测同步交流发电机输出的交流电压信号U_ac，并将所述交流电压信号U_ac转换为同频率的交流电流信号I_s；

信号调理模块，用于将所述交流电流信号I_s进行信号调理，生成频率为m倍所述交流电流信号I_s频率的方波信号S_H；

控制模块，采用DSP控制芯片，用于接收所述方波信号S_H，并根据所述方波信号S_H的频率以及倍频倍数m实时计算得到所述待测同步交流发电机转速；其中，所述方波信号S_H的频率在所述DSP控制芯片捕获的特定测量频率范围内。

在其中一个实施例中，所述信号调理模块包括采样电路、二阶滤波电路、滞环比较电路、1/2分频电路和锁相倍频电路，其中，

所述采样电路，用于将所述交流电流信号I_s转换为同频率的交流电压信号U_s；

所述二阶滤波电路，用于将所述交流电压信号U_s通过滤除噪音和高频干扰信号处理后输出交流电压信号Uf；