一种异步发电机发电控制系统中的转速测试电路工作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种异步发电机发电控制系统中的转速测试电路工作方法，包括步骤：将测速齿盘热套在异步发电机的转子上，异步电机旋转时带动测速齿盘同步旋转；测速齿盘的齿槽交替扫过磁电转速传感器的感应端面；磁电转速传感器通过感应端面，感应出类似正弦波信号，并传输给比较电路；类似正弦波信号经过比较器比较后，输出方波信号，并提供给数字控制单元；数字控制单元在收到比较器输出的方波信号后，由滤波模块进行滤波，识别出干扰信号引入后的转速误差，并剔除干扰信号，进而计算得到异步发电机转子的转速。本发明专利技术公开的转速测试电路工作方法能提高获取的转速信息的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硬件测试的
，尤其涉及一种异步发电机发电控制系统中的转速测试电路工作方法。
技术介绍
随着电力电子技术及电机控制技术的迅速发展，由电力电子变换器控制的异步电机发电系统已成为可能。采用异步发电机作为飞机、汽车、坦克战车、轮船等运动载体的电源系统正成为当今国际上的一个研究热点。在异步发电机的控制系统中，转速信息的获取是必须的。常用的转速检测方法是在异步发电机转子上安装齿盘和磁电转速传感器，由控制单元通过编程计算获取异步发电机的转速信息。实际应用中，由于异步发电机工作的电磁环境较为恶劣，造成磁电传感器输出的发波转速信号容易引入干扰，进而影响异步发电机控制系统的正常运行。因此，有必要提供一种能去除干扰，提高转速信息获取的准确性，保证异步发电机控制系统的正常运行的转速测试电路工作方法。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种一种异步发电机发电控制系统中的转速测试电路工作方法，用以解决现有方法的计算结果受到信号干扰的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：异步发电机发电控制系统中的转速测试电路具体包括测速齿盘、磁电转速传感器、比较器和数字控制器。转速测试电路工作方法具体包括以下步骤：步骤S1.将测速齿盘热套在异步发电机的转子上，异步电机旋转时带动测速齿盘同步旋转；步骤S2.测速齿盘的齿槽交替扫过磁电转速传感器的感应端面；步骤S3.磁电转速传感器通过感应端面，感应出类似正弦波信号，并传输给比较电路；步骤S4.类似正弦波信号经过比较器比较后，输出方波信号，并提供给数字控制单元；步骤S5.数字控制单元在收到比较器输出的方波信号后，由滤波模块进行滤波，识别出干扰信号引入后的转速误差，并剔除干扰信号；步骤S6.数字控制单元对剔除干扰信号后的方波信号进行计算，得到异步发电机转子的转速。其中，在数字控制单元中执行的步骤S5、S6进一步包括：计算比较器输出的信号脉冲的频率，进而计算得到转速n；对转速n进行滤波，获得滤波后的转速nf；以转速nf作为识别干扰转速的标准值，计算转速n与滤波后转速nf差的绝对值；比较该绝对值与转速阀值nt的大小；若转速n与滤波后的转速nf差的绝对值大于等于转速阀值nt，则取异步发电机的转速no等于转速n的上一次采样值np；若转速n与滤波后的转速nf差的绝对值小于转速阀值nt，则取异步发电机的转速no等于n。优选的，所述转速阀值nt取异步发电机额定转速的5％。优选的，采用低通滤波器，对转速n进行低通滤波；或者采用平均值滤波对转速n进行滤波；或者采用中位平均值滤波对转速n进行滤波。优选的，数字控制器进一步包括：通过检测异步电机转子的转速以及采集控制算法所需的直流母线电压，并通过对数字控制器进行编程实现异步发电机的控制算法。上述异步发电机的控制算法在数字控制器中实现，控制算法具体为：母线电压的给定Udc*与母线电压的反馈Udc作差得到误差量，输入到数字控制器的PID控制器中，PID控制器的输出作为异步电机的转差，与数字控制器获得的异步发电机转子转速相减获得异步电机控制电压所需的同步转速角频率，对同步角频率进行积分进而获得异步电机控制电压的相位；将测量得到的转速与电磁常数相乘获得异步发电机控制电压的D轴分量，令Q轴分量为零，通过旋转坐标系到静止坐标系的转换，最终获得异步发电机的控制电压。优选的，磁电转速传感器采用无源传感器或有源传感器。本专利技术有益效果如下：针对转速测量过程中存在的干扰问题，在现有测速硬件电路的基础上，通过滤波以及转速干扰识别，最终剔除转速干扰信息，获得异步发电机控制系统所需的转速，可以在不牺牲异步发电机控制系统动态响应的基础上，去除信号干扰，提高转速信息获取的准确性，保证异步发电机控制系统的正常运行。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为转速测试电路的结构示意图；图2为转速干扰的示意图；图3为滤波方法的流程图；图4为异步发电机控制系统硬件框图；图5为异步发电机的控制算法。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。本专利技术的一个具体实施例，公开了一种异步发电机发电控制系统中的转速测试电路工作方法，所述异步发电机发电控制系统中脉冲测速采用转速测试电路实现，所述转速测试电路具体包括：测速齿盘、磁电转速传感器、比较器以及数字控制器。电路示意图如附图1所示。如图1所示，测速齿盘安装在异步发电机的转子上，配合方式为紧配合；磁电转速传感器安装在异步发电机的定子上，且磁电转速传感器的感应端面与测速齿盘齿槽的端面对齐。异步发电机的转子旋转后带动齿盘同步旋转，齿槽交替扫过磁电传感器的感应端面，使得磁电转速传感器的两根输出导线输出与异步电机转速呈正比关系的正弦信号。磁电转速传感器的两根输出导线分别连接到比较器的“+”端和“-”端，比较器可输出与正弦信号频率相同的方波信号，将该信号传递给数字控制器的正交编码端口，由数字控制器计算出电机的转子转速。其中，所述数字控制器中进一步包括一个滤波模块，该模块用于识别出干扰引入后的转速误差，并剔除干扰信号。本实施例的磁电转速传感器采用无源传感器，数字控制器采用DSP28335进行本专利技术的示例性说明。异步发电机发电控制系统中的转速测试电路工作方法，具体包括以下步骤：原动机拖动异步电机旋转，测速齿盘热套在异步发电机的转子上，由于配合方式为紧配合，则旋转时可带动测速齿盘同步旋转；测速齿盘的齿槽交替扫过磁电转速传感器的感应端面；所述感应端面位于磁电转速传感器端部的一个位置(图1中标出了感应端面的的位置)；磁电转速传感器通过感应端面，感应出类似正弦波信号，并传输给比较电路；所述磁电传感器输出信号依据齿盘的转速变化而变化，一般在1V～3V之内；类似正弦波信号经过比较器比较后，输出方波信号，并提供给数字控制单元DSP28335的正交编码捕获端口(即eQEP端口)；所述比较器的供电电压VCC为3.3V，包括上拉电阻R1和滤波电容C1；R1为上拉电阻一般取5.1kΩ，C1为滤波电容一般取0.1uF；数字控制单元DSP28335在收到比较器输出的方波信号后，在DSP28335中采用滤波方法首先识别出干扰引入后的转速误差，然后将识别出的干扰信号剔除出去，最终数字控制单元DSP28335得到异步发电机转子的转速。具体地，实际工况中由于磁电转速传感器与控制器的距离较远，造成信号传输线缆的长度较长，且电磁环境较为恶劣，很容易产生电磁干扰，具体体现为在磁电转速传感器的输出信号上叠加了随机的高频电压纹波，造成比较器输出给DSP28335的均匀脉冲信号会出现窄脉冲，依据该输出信号计算出的转速会出现非常大的误差，如附图2中t2到t3时间段所示。为解决该问题，在DSP28335中增加一个滤波模块，该模块用于识别出干扰引入后的转速误差，并将识别出的干扰信号剔除出去，进而降低转速信号干扰对异步发电控制系统带来的影响。实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异步发电机发电控制系统中的转速测试电路工作方法，所述转速测试电路具体包括测速齿盘、磁电转速传感器、比较器和数字控制器，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1.将测速齿盘热套在异步发电机的转子上，异步电机旋转时带动测速齿盘同步旋转；步骤S2.测速齿盘的齿槽交替扫过磁电转速传感器的感应端面；步骤S3.磁电转速传感器通过感应端面，感应出类似正弦波信号，并传输给比较电路；步骤S4.类似正弦波信号经过比较器比较后，输出方波信号，并提供给数字控制单元；步骤S5.数字控制单元在收到比较器输出的方波信号后，由滤波模块进行滤波，识别出干扰信号引入后的转速误差，并剔除干扰信号；步骤S6.数字控制单元对剔除干扰信号后的方波信号进行计算，得到异步发电机转子的转速。

【技术特征摘要】
1.一种异步发电机发电控制系统中的转速测试电路工作方法，所述转速测试电路具体包括测速齿盘、磁电转速传感器、比较器和数字控制器，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1.将测速齿盘热套在异步发电机的转子上，异步电机旋转时带动测速齿盘同步旋转；步骤S2.测速齿盘的齿槽交替扫过磁电转速传感器的感应端面；步骤S3.磁电转速传感器通过感应端面，感应出类似正弦波信号，并传输给比较电路；步骤S4.类似正弦波信号经过比较器比较后，输出方波信号，并提供给数字控制单元；步骤S5.数字控制单元在收到比较器输出的方波信号后，由滤波模块进行滤波，识别出干扰信号引入后的转速误差，并剔除干扰信号；步骤S6.数字控制单元对剔除干扰信号后的方波信号进行计算，得到异步发电机转子的转速。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5、S6进一步包括：计算比较器输出的信号脉冲的频率，进而计算得到转速n；对转速n进行滤波，获得滤波后的转速nf；以转速nf作为识别干扰转速的标准值，计算转速n与滤波后转速nf差的绝对值；比较该绝对值与转速阀值nt的大小；若转速n与滤波后的转速nf差的绝对值大于等于转速阀值nt，则取异步发电机的转速no等于转速n的上一次采样值np；若转速n与滤波后的转速nf差的绝对值小于转速阀值nt，则取异步发电机的转速no等...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴元元，李婧，梁晓龙，赵文杰，谢新峰，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11