專(zhuān)利名稱(chēng)：同步電機(jī)功角測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量同步發(fā)電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)功角的裝置，屬電測(cè)量領(lǐng)域。
功角是同步發(fā)電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的重要狀態(tài)參數(shù)之一，它直接決定同步電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。但長(zhǎng)期以來(lái)沒(méi)有一種簡(jiǎn)單有效的直接測(cè)量手段，一直靠從其它參數(shù)間接計(jì)算得出，存在人為的計(jì)算誤差，特別是在同步電機(jī)暫態(tài)運(yùn)行條件下，很難得到準(zhǔn)確可信的結(jié)果。
本實(shí)用新型提供一種在任何運(yùn)行狀態(tài)下同步電機(jī)功角的直接測(cè)量裝置。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的測(cè)量裝置由齒、傳感器、隔離放大電路、采樣保持與A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器、顯示器、通訊接口和鍵盤(pán)組成。齒安裝在同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)部分，傳感器安裝在同步電機(jī)的靜止部分，傳感器的探頭接近但不接觸齒，當(dāng)齒隨電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，每轉(zhuǎn)一周，齒掃過(guò)傳感器探頭一次，在傳感器中產(chǎn)生一個(gè)齒脈沖信號(hào)Up；齒脈沖信號(hào)Up經(jīng)隔離放大后，與同步電機(jī)端電壓信號(hào)Ug和系統(tǒng)電壓信號(hào)Us共同輸入采樣保持與A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出至數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)信號(hào)Up、Ug和Us采樣，比較齒脈沖信號(hào)Up與電機(jī)端電壓信號(hào)Ug的相角差δ’g和與系統(tǒng)電壓信號(hào)Us的相角差δ’s，減去功角修正量δ’，得出同步電機(jī)相對(duì)于電機(jī)端電壓Ug的功角δg和相對(duì)于系統(tǒng)電壓Us的功角δs輸出至顯示器和通訊接口，鍵盤(pán)向數(shù)字信號(hào)處理器輸入操作指令和設(shè)定值。傳感器是磁性傳感器或光電傳感器，當(dāng)使用磁性傳感器時(shí)，齒的材料為鐵磁性金屬。齒的數(shù)量等于同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁極對(duì)數(shù)，單個(gè)齒固定在電機(jī)旋轉(zhuǎn)部分任意圓周角度上，多個(gè)齒等角度分布在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的同一圓周上。電機(jī)以同步轉(zhuǎn)速空載旋轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)得的齒脈沖信號(hào)U’p相對(duì)于電機(jī)端電壓信號(hào)Ug的相角差作為功角修正量δ’，以修正齒的安裝位置與轉(zhuǎn)子磁極位置不一致所產(chǎn)生的測(cè)量偏差。
本實(shí)用新型直接測(cè)量同步電機(jī)的功角，避免了間接計(jì)算所帶來(lái)的誤差，并可以實(shí)時(shí)反映暫態(tài)條件下同步電機(jī)功角的快速變化，測(cè)量裝置簡(jiǎn)單可靠，應(yīng)用于同步電機(jī)的監(jiān)視控制可直觀顯示穩(wěn)定裕度，提高運(yùn)行質(zhì)量，降低同步電機(jī)失步的危險(xiǎn)，增加同步電機(jī)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性；應(yīng)用于故障錄波裝置可以準(zhǔn)確記錄和反映同步電機(jī)各種故障狀態(tài)下功角的實(shí)時(shí)變化，為分析和判斷故障提供真實(shí)可信的數(shù)據(jù)。


圖1是本實(shí)用新型應(yīng)用于二極同步電機(jī)功角測(cè)量的一個(gè)實(shí)施例。
圖2是本實(shí)用新型應(yīng)用于四極同步電機(jī)功角測(cè)量時(shí)齒的數(shù)量和安裝位置。
圖3是本實(shí)用新型應(yīng)用于六極同步電機(jī)功角測(cè)量時(shí)齒的數(shù)量和安裝位置。
在圖中，1.同步電機(jī)轉(zhuǎn)軸，2.齒，3.電磁傳感器，4.隔離放大電路，5.采樣保持與A/D轉(zhuǎn)換器，6.DSP信號(hào)處理器，7.顯示器，8.通訊接口，9.鍵盤(pán)。
在圖1中，鐵磁性金屬材料制成的齒(2)固定在二極同步電機(jī)軸(1)上，電機(jī)軸(1)每轉(zhuǎn)1周，在電磁傳感器(3)中產(chǎn)生一齒脈沖Up。齒脈沖Up經(jīng)隔離放大電路(4)處理后，與電機(jī)端電壓Ug、系統(tǒng)電壓Us模擬信號(hào)共同輸入采樣保持與A/D轉(zhuǎn)換器(5)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)Up、Ug和Us輸出至DSP信號(hào)處理器(6)，DSP信號(hào)處理器(6)對(duì)數(shù)字信號(hào)Up、Ug和Us采樣處理，比較齒脈沖信號(hào)Up與電機(jī)端電壓信號(hào)Ug和系統(tǒng)電壓信號(hào)Us的相位，產(chǎn)生功角修正量δ’，完成同步電機(jī)相對(duì)于電機(jī)端電壓Ug的功角δg和相對(duì)于系統(tǒng)電壓Us的功角δs的運(yùn)算，LCD液晶顯示器(7)和RS-232通訊接口(8)完成功角δg和δs的顯示與輸出，鍵盤(pán)(9)向DSP信號(hào)處理器(6)輸入指令和設(shè)定值通過(guò)。對(duì)于n極同步電機(jī)，需要安裝n/2個(gè)齒，n/2個(gè)齒等角度分布于電機(jī)軸的同一圓周上，圖2表示4極同步電機(jī)軸上2個(gè)齒的徑向安裝位置，圖3表示6極同步電機(jī)軸上3個(gè)齒的徑向安裝位置，以此類(lèi)推。
權(quán)利要求1.一種同步電機(jī)功角測(cè)量裝置，由齒、傳感器、隔離放大電路、采樣保持與A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器、顯示器、通訊接口和鍵盤(pán)組成，其特征是齒安裝在同步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，傳感器安裝在同步電機(jī)的靜止部分，傳感器的探頭接近但不接觸齒，當(dāng)齒隨電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，每轉(zhuǎn)一周，齒掃過(guò)傳感器探頭一次，在傳感器中產(chǎn)生一個(gè)齒脈沖信號(hào)Up；齒脈沖信號(hào)Up經(jīng)隔離放大后，與同步電機(jī)端電壓信號(hào)Ug和系統(tǒng)電壓信號(hào)Us共同輸入采樣保持與A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出至數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)信號(hào)Up、Ug和Us采樣，比較齒脈沖信號(hào)Up與電機(jī)端電壓信號(hào)Ug的相角差δ’g和與系統(tǒng)電壓信號(hào)Us的相角差δ’s，減去功角修正量δ’，得出同步電機(jī)相對(duì)于電機(jī)端電壓Ug的功角δg和相對(duì)于系統(tǒng)電壓Us的功角δs輸出至顯示器和通訊接口，鍵盤(pán)向數(shù)字信號(hào)處理器輸入操作指令和設(shè)定值。
2.如權(quán)利要求1所述的同步電機(jī)功角測(cè)量裝置，其特征是所述傳感器為磁性傳感器。
3.如權(quán)利要求2所述的同步電機(jī)功角測(cè)量裝置，其特征是齒的材料為鐵磁性金屬。
4.如權(quán)利要求1所述的同步電機(jī)功角測(cè)量裝置，其特征是所述傳感器為光電傳感器。
5.如權(quán)利要求1所述的同步電機(jī)功角測(cè)量裝置，其特征是齒的數(shù)量等于同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁極對(duì)數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的同步電機(jī)功角測(cè)量裝置，其特征是單個(gè)齒固定在電機(jī)旋轉(zhuǎn)部分任意圓周角度上，多個(gè)齒等角度分布在電機(jī)旋轉(zhuǎn)部分的同一圓周上。
7.如權(quán)利要求1所述的同步電機(jī)功角測(cè)量裝置，其特征是電機(jī)以同步轉(zhuǎn)速空載旋轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)得的齒脈沖信號(hào)U’p相對(duì)于電機(jī)端電壓信號(hào)Ug的相角差作為功角修正量δ’。
專(zhuān)利摘要一種同步發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)功角測(cè)量裝置,由齒、傳感器、隔離放大電路、采樣保持與A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器、顯示器、鍵盤(pán)和通訊接口組成,齒安裝在同步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分,傳感器安裝在同步電機(jī)的靜止部分,當(dāng)齒隨電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),在傳感器中產(chǎn)生齒脈沖U
文檔編號(hào)G01R31/34GK2516981SQ0127816
公開(kāi)日2002年10月16日 申請(qǐng)日期2001年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月11日
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