发动机恒传电压控制器和电压控制方法技术

本发明专利技术提供了一种发动机恒传电压控制器和电压控制方法，该发动机恒传电压控制器包括：三相交流发电机和电压控制系统；电压控制系统包括电压传感器、PLC、励磁电源、电源开关、电压采集开关、启动信号开关、励磁输出开关和24V直流开关电源；电压传感器的输入端连接至三相交流发电机，输出端连接至PLC，被配置为在三相交流发电机的一相采集电压信号并传输至PLC；PLC的输出端连接至励磁电源，被配置为将电压信号与给定电压相比较，将电压比较结果通过RS485口传输至励磁电源；励磁电源的输出端连接至三相交流发电机的励磁绕组，被配置为根据电压比较结果控制励磁绕组的励磁电流。该发动机恒传电压控制器性能稳定且成本低廉。动机恒传电压控制器性能稳定且成本低廉。动机恒传电压控制器性能稳定且成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
发动机恒传电压控制器和电压控制方法


[0001]本专利技术涉及航空发动机和发电机
，更具体地，本专利技术涉及一种用于在某型发动机试车台地面试车时对三相交流发电机的输出电压进行稳定控制的发动机恒传电压控制器。本专利技术还涉及一种电压控制方法。

技术介绍

[0002]航空发动机配置有三相交流发电机，三相交流发电机的输出电压主要与发动机转速、励磁绕组线圈数和励磁电流有关。其中发动机转速由恒传机构控制，励磁绕组线圈数固定，而励磁电流由现有硬件调节器控制。在发动机地面试车过程中，按照工艺要求，作为必试的项目，在慢车和快车时，都要模拟飞机负载，加载电阻负荷，以验证加载后对发动机转速的影响。
[0003]现有硬件调节器TKB
‑
2包括电阻、电容和运算放大器等分立器件，所有信号采集、控制和运算都由硬件电路完成。由于航空使用的特殊性，高集成度、小体积、重量轻、紧凑的结构、可靠稳定的性能等是其追求的目标，因此TKB
‑
2的市场售价很高，现在可替代的新品售价高达56.5万元。此外，作为航空维修行业，台架设备维修周期是必须需要考虑的重要因素。现有的TKB
‑
2是七十年代研制并投入使用的军品件，是七十年代的技术，电路使用的是分立半导体器件，由于更新换代，已经停产十余年，所用电子器件市场上也很难找到。即使后研制的新品，维修周期也需要1
‑
3个月，若是出现故障，将严重影响到试车工作的顺利进行。
[0004]因此，如何提供一种成本低廉，性能稳定，易于维修，并且在不改动发动机试车台架原控制线路的情况下能够直接代换的恒传电压控制器是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种发动机恒传电压控制器，其基于传感器和PLC计算机控制技术，通过软件编程智能化地实现了三相交流发电机的电压控制，并且该发动机恒传电压控制器能够在地面试车时直接代换现有硬件调节器TKB
‑
2。
[0006]本专利技术提供了一种发动机恒传电压控制器，包括：三相交流发电机和电压控制系统；其中，电压控制系统包括电压传感器、PLC、励磁电源、电源开关、电压采集开关、启动信号开关、励磁输出开关和24V直流开关电源；电压传感器的输入端连接至三相交流发电机，电压传感器的输出端连接至PLC，电压传感器被配置为在三相交流发电机的一相采集电压信号并将电压信号传输至PLC；PLC的输出端连接至励磁电源，PLC被配置为将电压信号与给定电压相比较，将电压比较结果通过RS485口传输至励磁电源；励磁电源的输出端连接至三相交流发电机的励磁绕组，励磁电源被配置为根据电压比较结果控制励磁绕组的励磁电流；电源开关被配置为开启和关闭电压控制系统；电压采集开关被配置为开启和关闭电压传感器；启动信号开关被配置为接收来自试车间的启动信号并开启和关闭PLC；励磁输出开
关被配置为开启和关闭励磁电源；24V直流开关电源被配置为给电压传感器和PLC供电；24V直流开关电源和励磁电源由220V标准电压供电。
[0007]可选地，电压控制系统还包括频率传感器，PLC还配置有用于增加I/O点数和/或改变I/O比例扩展模块频率传感器的输入端连接至三相交流发电机，频率传感器的输出端连接至PLC，频率传感器被配置为在三相交流发电机的一相采集频率信号并将频率信号传输至PLC；PLC还被配置为将频率信号与给定频率相比较，将频率比较结果通过RS485口传输至励磁电源；励磁电源还被配置为根据频率比较结果控制励磁绕组的励磁电流；24V直流开关电源还被配置为给频率传感器供电。
[0008]可选地，PLC和励磁电源控制励磁电流，使得：当三相交流发电机的电阻负载为0
‑
100％时，三相交流发电机的单相电压稳定在115V
±
2.3V；当三相交流发电机的电阻负载为100
‑
150％时，三相交流发电机的单相电压稳定在115V
±
3.45V；以及当三相交流发电机的电阻负载为150
‑
200％时，三相交流发电机的单相电压稳定在115V
±
5.17V。
[0009]可选地，PLC进一步被配置为满足在以下条件中的任一项时控制励磁电源停止输出励磁电流：电压传感器监测到电压信号高于125V；电压传感器监测到电压信号低于100V；或者频率传感器监测到频率信号低于750Hz。
[0010]可选地，电压传感器和频率传感器在三相交流发电机的同一相分别采集电压信号和频率信号；电压采集开关被配置为开启和关闭电压传感器和频率传感器。
[0011]可选地，电压控制系统和现有硬件调节器安装在同一电器柜内。
[0012]可选地，电压控制系统的启动信号开关与现有硬件调节器共享来自试车间的启动信号。
[0013]可选地，电压传感器是绵阳市维博电子有限责任公司的WBV414M05，频率传感器是绵阳市维博电子有限责任公司的WBF124U01，PLC是西门子的6ES7288
‑
1ST20
‑
0AA0，直流电源是西门子的6ES7288
‑
0DK10
‑
0AA0。
[0014]本专利技术还提供了一种利用上述发动机恒传电压控制器的电压控制方法，包括以下步骤：S1，接通电源开关、电压采集开关、启动信号开关和励磁输出开关，并启动24V直流开关电源；S2，电压传感器在三相交流发电机的一相采集电压信号并将电压信号传输至PLC；PLC将电压信号与给定电压相比较，将电压比较结果通过RS485口传输至励磁电源；励磁电源连接至三相交流发电机的励磁绕组，并根据电压比较结果控制励磁绕组的励磁电流，使得：当三相交流发电机的电阻负载为0
‑
100％时，三相交流发电机的单相电压稳定在115V
±
2.3V；当三相交流发电机的电阻负载为100
‑
150％时，三相交流发电机的单相电压稳定在115V
±
3.45V；以及当三相交流发电机的电阻负载为150
‑
200％时，三相交流发电机的单相电压稳定在115V
±
5.17V。
[0015]可选地，PLC进一步被配置为满足在以下条件中的任一项时控制励磁电源停止输出励磁电流：电压传感器监测到电压信号高于125V；电压传感器监测到电压信号低于100V；或者频率传感器监测到频率信号低于750Hz。
[0016]与现有TKB
‑
2硬件调节器相比，本专利技术所提供的发动机恒传电压控制器和电压控制方法具有以下有益效果：
[0017](1)本专利技术所提供的发动机恒传电压控制器采用传感器和PLC计算机控制技术，通过软件编程智能化地实现了交流发电机电压的自动稳压和过/欠电压、频率保护等功能，稳
定可靠且参数可调。
[0018](2)本专利技术所提供的发动机恒传电压控制器可以与现有TKB
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机恒传电压控制器，其特征在于，包括：三相交流发电机(101)和电压控制系统；其中，所述电压控制系统包括电压传感器(201)、PLC(203)、励磁电源(204)、电源开关(301)、电压采集开关(302)、启动信号开关(303)、励磁输出开关(304)和24V直流开关电源(205)；所述电压传感器(201)的输入端连接至所述三相交流发电机(101)，所述电压传感器(201)的输出端连接至所述PLC(203)，所述电压传感器(201)被配置为在所述三相交流发电机(101)的一相采集电压信号并将所述电压信号传输至所述PLC(203)；所述PLC(203)的输出端连接至所述励磁电源(204)，所述PLC(203)被配置为将所述电压信号与给定电压相比较，将电压比较结果通过RS485口传输至所述励磁电源(204)；所述励磁电源(204)的输出端连接至所述三相交流发电机(101)的励磁绕组，所述励磁电源(204)被配置为根据所述电压比较结果控制所述励磁绕组的励磁电流；所述电源开关(301)被配置为开启和关闭所述电压控制系统；所述电压采集开关(302)被配置为开启和关闭所述电压传感器(201)；所述启动信号开关(303)被配置为接收来自试车间的启动信号并开启和关闭所述PLC(203)；所述励磁输出开关(304)被配置为开启和关闭所述励磁电源(204)；所述24V直流开关电源(205)被配置为给所述电压传感器(201)和所述PLC(203)供电；所述24V直流开关电源(205)和所述励磁电源(204)由220V标准电压供电。2.根据权利要求1所述的发动机恒传电压控制器，其特征在于，所述电压控制系统还包括频率传感器(202)，所述PLC(203)还配置有用于增加I/O点数和/或改变I/O比例扩展模块(305)；所述频率传感器(202)的输入端连接至所述三相交流发电机(101)，所述频率传感器(202)的输出端连接至所述PLC(203)，所述频率传感器(202)被配置为在所述三相交流发电机(101)的一相采集频率信号并将所述频率信号传输至PLC(203)；所述PLC(203)还被配置为将所述频率信号与给定频率相比较，将频率比较结果通过所述RS485口传输至所述励磁电源(204)；所述励磁电源(204)还被配置为根据所述频率比较结果控制所述励磁绕组的所述励磁电流；所述24V直流开关电源(205)还被配置为给所述频率传感器(202)供电。3.根据权利要求2所述的发动机恒传电压控制器，其特征在于，所述PLC(203)和所述励磁电源(204)控制所述励磁电流，使得：当所述三相交流发电机(101)的电阻负载为0
‑
100％时，所述三相交流发电机(101)的单相电压稳定在115V
±
2.3V；当所述三相交流发电机(101)的所述电阻负载为100
‑
150％时，所述三相交流发电机(101)的所述单相电压稳定在115V
±
3.45V；以及当所述三相交流发电机(101)的所述电阻负载为150
‑
200％时，所述三相交流发电机(101)的所述单相电压稳定在115V
±
5.17V。4.根据权利要求2所述的发动机恒传电压控制器，其特征在于，所述PLC(203)进一步...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶志刚，贡润国，陈矗，程鑫，曹金贤，许凯，李亚坤，王荣荣，刘秋侠，赵方，闫治帆，张哲，庞浩，李树余，王翰涛，
申请(专利权)人：邯郸市永年区海翔机械厂，
类型：发明
国别省市：