[发明专利]起发一体航空发动机转速测量方法及装置

权利要求书

1.一种起发一体航空发动机转速测量方法，所述起发一体航空发动机包括与航空发动机同轴固连的无刷直流电机以及基于六步换向法对所述无刷直流电机进行控制的电机控制电路，所述电机控制电路包括由6个功率开关管所组成的三相逆变桥及其驱动电路；其特征在于，对电机控制电路中的直流母线电流进行采样并同时测量所述无刷直流电机的第一电机转速和第二电机转速；将直流母线电流采样值与预设阈值进行比较，当小于所述阈值时，将第一电机转速作为航空发动机转速输出，否则，将第二电机转速作为航空发动机转速输出；其中，第二电机转速是根据无刷直流电机反电动势测得；第一电机转速采用以下方法得到：对三相逆变桥的6个功率开关管的驱动信号：A_H、A_L、B_H、B_L、C_H、C_L进行以下逻辑运算：T＝(A_H∩B_L)∪(B_H∩C_L)∪(C_H∩A_L)，然后对所生成的输出信号T进行三分频处理并使得所生成三分频信号的高电平上升沿与驱动信号A_L的上升沿同相，最后以所述三分频信号的周期作为无刷直流电机的电周期计算出无刷直流电机的第一电机转速。

2.一种起发一体航空发动机转速测量装置，所述起发一体航空发动机包括与航空发动机同轴固连的无刷直流电机以及基于六步换向法对所述无刷直流电机进行控制的电机控制电路，所述电机控制电路包括由6个功率开关管所组成的三相逆变桥及其驱动电路；其特征在于，所述转速测量装置包括：

第一电机转速测量单元，用于采用以下方法测量所述无刷直流电机的第一电机转速：对三相逆变桥的6个功率开关管的驱动信号：A_H、A_L、B_H、B_L、C_H、C_L进行以下逻辑运算：T＝(A_H∩B_L)∪(B_H∩C_L)∪(C_H∩A_L)，然后对所生成的输出信号T进行三分频处理并使得所生成三分频信号的高电平上升沿与驱动信号A_L的上升沿同相，最后以所述三分频信号的周期作为无刷直流电机的电周期计算出无刷直流电机的第一电机转速；

第二电机转速测量单元，用于根据无刷直流电机反电动势测量所述无刷直流电机的第二电机转速；

电机状态判断及自动切换模块，用于对电机控制电路中的直流母线电流进行采样并将直流母线电流采样值与预设阈值进行比较，当小于所述阈值时，将第一电机转速作为航空发动机转速输出，否则，将第二电机转速作为航空发动机转速输出。

3.如权利要求2所述起发一体航空发动机转速测量装置，其特征在于，所述第一电机转速测量单元包括逻辑电路、三进制计数器、电压比较器；所述逻辑电路用于进行所述逻辑运算，其输出端同时与所述三进制计数器的时钟信号输入端以及所述电压比较器的正输入端连接，所述三进制计数器的输出端连接所述电压比较器的负输入端，所述电压比较器的输出端作为第一电机转速测量单元的输出端。

4.如权利要求3所述起发一体航空发动机转速测量装置，其特征在于，所述逻辑电路包括第一～第九二极管以及第一～第四电阻；第一～第六二极管的负极与A_H、B_L、B_H、C_L、C_H、A_L一一对应连接，第一二极管的正极和第二二极管的正极同时连接第一电阻的一端、第七二极管的正极，第三二极管的正极和第四二极管的正极同时连接第二电阻的一端、第八二极管的正极，第五二极管的正极和第六二极管的正极同时连接第三电阻的一端、第九二极管的正极，第一电阻的另一端、第二电阻的另一端、第三电阻的另一端分别连接工作电源，第四电阻的一端同时连接第七二极管的负极、第八二极管的负极、第九二极管的负极并作为该逻辑电路的输出端，第四电阻的另一端接地。

5.如权利要求2所述起发一体航空发动机转速测量装置，其特征在于，所述第二电机转速测量单元包括：一个N型MOSFET、一个P型MOSFET、一个运算放大器，两个缩小比例相同的电压缩小电路，以及一个电位约等于母线电压1/2倍的虚拟零点；其中一个电压缩小电路的输入端连接虚拟零点，其输出端连接运算放大器的反相输入端；另一个电压缩小电路的输入端连接所述无刷直流电机的其中一相，其输出端同时与N型MOSFET的栅极、P型MOSFET的栅极连接；N型MOSFET的源极、P型MOSFET的源极同时连接运算放大器的同相输入端，N型MOSFET的漏极连接工作电源，P型MOSFET的漏极接地。