发电机PT测速装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种发电机PT测速装置，包括：PT信号非线性限幅电路、线性光电隔离电路和逻辑滤波电路，其中，所述PT信号非线性限幅电路用于将PT信号的幅度限制在预先设定的阈值范围之内；所述线性光电隔离电路用于对限幅后PT信号进行光电隔离；所述逻辑滤波电路对光电隔离后的PT信号进行滤波处理，用于滤除非过零干扰信号，逻辑滤波电路输出所述PT信号的脉冲信号。本发明专利技术的PT测速装置基于发电机组的现有PT信号，取消了仪表内部小型隔离变压器，使原始信号完全被收集采样，不增加其他任何附加设施，可以对传统仪表进行直接替换。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发电机
，具体涉及一种发电机PT测速装置的设计。
技术介绍
发电机PT测速仪是一种发电行业用来给发电机测速的仪表，具体利用发电机机端PT信号来测定发电机的转速。PT信号取自发电机的电压互感器(即发电机副绕组)，当发电机在额定电压时，PT信号幅度为100V，当发电机过速时，PT信号电压将超过100V，甚至达到200V左右；当发电机没有励磁时，因发电机剩磁产生的残压也有0.7 2V，其频率与机组发电频率相同。传统PT测速仪表是将PT信号通过仪表内的小型隔离变压器将PT信号降压后传送到后级电路处理，经过信号处理解算PT信号频率，利用发电机转速公式即可测定发电机转速。传统的PT测速方式存在以下缺陷:PT信号幅度随着发电机转速的变化而变化，其变化范围大，而仪表内的隔离变压器的变比是固定的，难以同时满足PT信号最大和最小信号时降压要求。隔离变压器必须满足将最大幅度PT信号降压到后级电路允许的范围内，这样当PT在最小时信号经过隔离变压器后，幅度将变得非常低，容易和噪声混杂。隔离变压器的频率响应范围是有限的，一般隔离变压器的频率响应范围都在20赫兹以上(频率越低越难以实现，难度和成本将急剧增加)，在低于20赫兹时，输出信号就将急剧削弱，信号波形也会变形。而发电机测速仪表的一个主要功能就是给发电机在启停机时连续监测转速信号，由于 隔离变压器的频率响应范围的限制，当发电机转速低时，仪表可能会丢失信号。PT信号上会叠加谐波信号(其中，2、3次谐波影响会较严重)和其它干扰信号，在发电机励磁、并网以及甩负荷时，会有很多毛刺和波形畸变，传统的模拟滤波电路很难将这些干扰信号滤除。有改良的测速仪表通过非线性光耦隔离的方式来进行PT信号的隔离和采样，如CN102621345A，但是该方案仍然是需要隔离变压器限幅。此方法仍然是建立在传统的测速方式之上，虽然利用模拟电路进行了一定得改良，但是仍然避免不了在信号采集时就因仪表内部隔离变压器的先天缺陷会使信号大量损失，从而导致测量灵敏度严重不足，尤其是在低转速时。而在后面的隔离和滤波上也无法在保证不继续损失信号的情况下将干扰信号完全的进行隔离和滤除。CN102621345A中的信号调理电路可以展成如图1示的结构，当PT信号处于正半周时，光耦Ul工作，输出三极管导通，信号输出端输出一个约5V的高电平信号；iPT信号处于负半周时，光I禹U2工作,输出三极管导通,信号输出端输出一个低电平信号，电路输出如图2所示的脉冲信号。这种方案存在的缺陷如下:输入信号不能超过光耦的反向击穿电压，以常用的非线性光耦TLP521-1为例，其输入发光二极管的反向击穿电压最大为6V。目前尚无输入方向击穿电压达到200V的光耦，所以PT信号不能直接采用，仍然需要限幅变压器将PT信号电压限定在光耦的反向击穿电压以内。非线性光耦要可靠工作，需要一定的电流。以TLP-521为例，使用手册上的推荐工作条件是10mA，而输入限流电阻的阻值是一定的，在小信号的情况下，光耦将不能可靠工作，直至不能工作。非线性光耦的工作输入电压一般都在IV以上，即使限流电阻很小的情况下，在发电机未励磁时，若剩磁微弱，残压信号也不足以使光稱工作。此种方式只能将PT信号的正半周信号作为有用信号，负半周信号仅表现为脉冲信号的低电平，无法加以进一步的利用。如果PT信号有干扰，信号经过光耦后可能会出现在同一正半周内出现多次正脉冲，而脉冲信号在后级滤波中，用传统的滤波电路非常难以滤除，且也很难将这些脉冲信号和正常的信号区分出来。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的发电机PT测速仪表存在的上述问题，提出了一种发电机PT测速装置。本专利技术的具体技术方案为:一种发电机PT测速装置，具体包括:PT信号非线性限幅电路、线性光电隔离电路和逻辑滤波电路，其中，所述PT信号非线性限幅电路用于将PT信号的幅度限制在预先设定的阈值范围之内；所述线性光电隔离电路用于对限幅后PT信号进行光电隔离；所述逻辑滤波电路对光电隔离后的PT信号进行滤波处理，用于滤除非过零干扰信号，逻辑滤波电路输出所述PT信号的脉冲信号。进一步的，所述PT信号非线性限幅电路具体包括:第一电阻、第一二极管和第二二极管，所述PT信号输入至第一电阻的一端；第一二极管的阳极、第二二极管的阴极和第一电阻的另一端连接在一起作为所述PT信号非线性限幅电路的输出端；第一二极管的阴极和第二二极管的阳极藕接至地电位。进一步的，所述线性光电隔离电路具体包括:第一线性光耦器件、第二线性光耦器件、第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器、第五放大器、第六放大器、第三二极管、第四二极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻，其中，第二电阻的一端和第三电阻的一端连接在一起作为所述的线性光电隔离电路是输入端，第二电阻的另一端与所述第一线性光耦器件的第三端子、第一放大器的负向输入端和第三二极管的阴极连接在一起，第一线性光耦器件的第一端子通过第四电阻连接至第一放大器的输出端及第三二极管的阳极；第一线性光耦器件的第二端子和第四端子以及第一放大器的正向输入端藕接至地电位；第一线性光耦器件的第五端子和第六端子分别连接至第三放大器的正向输入端和负向输入端并且第一线性光耦器件的第六端子通过第六电阻连接至第三放大器的输出端；第三放大器的正向输入端藕接至地电位；第三电阻的另一端连接至第二线性光耦器件的第四端子及第二放大器的负向输入端、第四二极管的阳极；第二线性光耦器件的第二端子通过第五电阻连接至第二放大器的输出端和第四二极管的阴极；第二线性光耦器件的第一端子和第三端子以及第二放大器的正向输入端藕接至地电位；第二线性光耦器件的第五端子和第六端子分别连接至第四放大器的正向输入端和负向输入端并且第二线性光耦器件的第六端子通过第七电阻连接至第四放大器的输出端；第四放大器的正向输入端藕接至地电位；第三放大器的输出端与第五放大器的负向输入端相连接；第五放大器的正向输入端通过第八电阻连接至外部的第一基准电压，并通过第十电阻连接至第五放大器的输出端；第四放大器的输出端与第六放大器的负向输入端相连接；第六放大器的正向输入端通过第九电阻连接至外部的第一基准电压，并通过第十一电阻连接至第五放大器的输出端；第五放大器的输出端和第六放大器的输出端分别作为所述线性光电隔离电路的第一输出端和第二输出端。进一步的，所述的逻辑滤波电路包括一反相器和一 D触发器，其中，所述D触发器的直接置位端连接至所述线性光电隔离电路的第一输出端；所述反相器的输入端连接至所述线性光电隔离电路的第二输出端；所述反相器的输出端连接至所述D触发器的时钟信号端，所述D触发器的D触发端接地；所述D触发器的正相输出端作为所述逻辑滤波电路的输出端。本专利技术的有益效果:本专利技术的PT测速装置基于发电机组的现有PT信号，取消了仪表内部小型隔离变压器，使原始信号完全被收集采样，不增加其他任何附加设施，可以对传统仪表进行直接替换；本专利技术采用非线性的 限幅手段，可以实现对小于0.7V的PT小信号没有衰减；对超过0.7V以上的PT信号限制在0.7V，可保障后级电路稳定可靠工作；本专利技术引入线性光耦器件，对限幅后PT信号进行光电隔离，由于线性光耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电机PT测速装置，具体包括：PT信号非线性限幅电路、线性光电隔离电路和逻辑滤波电路，其中，所述PT信号非线性限幅电路用于将PT信号的幅度限制在预先设定的阈值范围之内；所述线性光电隔离电路用于对限幅后PT信号进行光电隔离；所述逻辑滤波电路对光电隔离后的PT信号进行滤波处理，用于滤除非过零干扰信号，逻辑滤波电路输出所述PT信号的脉冲信号。

【技术特征摘要】
1.一种发电机PT测速装置，具体包括:PT信号非线性限幅电路、线性光电隔离电路和逻辑滤波电路，其中，所述PT信号非线性限幅电路用于将PT信号的幅度限制在预先设定的阈值范围之内；所述线性光电隔离电路用于对限幅后PT信号进行光电隔离；所述逻辑滤波电路对光电隔离后的PT信号进行滤波处理，用于滤除非过零干扰信号，逻辑滤波电路输出所述PT信号的脉冲信号。2.根据权利要求1所述的发电机PT测速装置，其特征在于，所述PT信号非线性限幅电路具体包括:第一电阻、第一二极管和第二二极管，所述PT信号输入至第一电阻的一端；第一二极管的阳极、第二二极管的阴极和第一电阻的另一端连接在一起作为所述PT信号非线性限幅电路的输出端；第一二极管的阴极和第二二极管的阳极藕接至地电位。3.根据权利要求1或2所述的的发电机PT测速装置，其特征在于，所述线性光电隔离电路具体包括:第一线性光耦器件、第二线性光耦器件、第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器、第五放大器、第六放大器、第三二极管、第四二极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、 第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第i^一电阻，其中，第二电阻的一端和第三电阻的一端连接在一起作为所述的线性光电隔离电路是输入端，第二电阻的另一端与所述第一线性光耦器件的第三端子、第一放大器的负向输入端和第三二极管的阴极连接在一起，第一线性光耦器件的第一端子通过第四电阻连接至第一放大器的输出端及第三二极管的阳极；第一线性光耦器件的第二端子和第四端子以及第一放大器的正向输入端藕接至地电位；第一线性光耦器件的第五端子和第六端子分别连接至第三放大器的正向输入端和负向输入端并且第一线性光耦器件的第六端子通过第六电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤华诺，熊慧，
申请(专利权)人：成都诺新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：