感測發(fā)電機轉(zhuǎn)速的方法
【專利摘要】本申請的一些實施例涉及感測發(fā)電機轉(zhuǎn)速的方法。所述方法包括檢測發(fā)電機所產(chǎn)生的交流波形并從發(fā)電機產(chǎn)生的交流波形中確定閾值電壓。所述方法進一步包括通過將閾值電壓與交流波形進行比較來確定發(fā)電機轉(zhuǎn)速。發(fā)電機轉(zhuǎn)速可以由發(fā)電機的輸出的周期之間的時間段所確定。其它實施例涉及包括以下步驟的方法：檢測發(fā)電機中可選擇的定子繞組產(chǎn)生的交流波形，以及測量交流波形的周期以取反地確定發(fā)電機轉(zhuǎn)速。
【專利說明】感測發(fā)電機轉(zhuǎn)速的方法
[0001]優(yōu)先權(quán)聲明
[0002]本申請要求于2011年11月4日提交的、名稱為“感測發(fā)電機轉(zhuǎn)速的方法”的美國專利申請13/289，524的優(yōu)先權(quán)，在此通過引用包含該美國專利申請的全部內(nèi)容。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本申請的實施例涉及使用振幅閾值檢測來感測發(fā)電機轉(zhuǎn)速的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]為了確定發(fā)電機是否在正常參數(shù)下進行工作，通常進行對發(fā)電機頻率的感測。通常，通過對交流波形在過零點之間所經(jīng)過的時間進行測量可以確定由發(fā)電機產(chǎn)生的交流波形的頻率。
[0005]對交流波形在過零點之間所經(jīng)過的時間進行測量的其中一個缺點是:由于低信噪t匕，可能會意外地檢測到幻影(phantom)過零點，從而導(dǎo)致潛在的不正確的頻率測量。這個問題僅在低電壓振幅時出現(xiàn)，低電壓振幅不是發(fā)電機典型的工作狀態(tài)。
[0006]因為在更高的電平處有高信噪比，所以更高的電平處不會出現(xiàn)這些問題。因此，噪聲不會使信號不小心地通過過零點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是示出基本閾值檢測的示例性波形圖。
[0008]圖2是圖示性地示出實現(xiàn)基本閾值檢測的示例。
[0009]圖3是示例性交流發(fā)電機的局部截面圖，示出了繞組的位置。
[0010]圖4是以計算機系統(tǒng)400的示例形式示出了機器的圖示表示的框圖，在機器中可以執(zhí)行用于使機器完成在此討論的任意一個方法或多個方法的一組指令。
【具體實施方式】
[0011]下文的描述及附圖對具體的實施例進行了充分地說明，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┻@些實施例。其它實施例可以包括結(jié)構(gòu)上的、邏輯上的、電氣上的、方法上的及其它改動。一些實施例的某些部分和特征可以包含在其它實施例的某些部分和特征中，或者替代其它實施例的某些部分和特征。權(quán)利要求中所陳述的實施例囊括了這些實施例所有可行的
等價替換。
[0012]現(xiàn)在參考圖1-圖3對感測發(fā)電機轉(zhuǎn)速的示例性方法進行描述。在一個示例性實施例中，該方法包括檢測發(fā)電機(未示出)所產(chǎn)生的交流波形20并從發(fā)電機所產(chǎn)生的交流波形20中確定閾值電壓22。該方法進一步包括通過將閾值電壓22的定時(timing)與交流波形20進行比較來確定發(fā)電機轉(zhuǎn)速。
[0013]應(yīng)當(dāng)注意的是，通過在發(fā)電機的輸出的周期之間的時間段可以確定發(fā)電機轉(zhuǎn)速。參考圖1，使用下列等式確定轉(zhuǎn)速:[0014](I)發(fā)電機轉(zhuǎn)速=1/T1 ;或 1/T2
[0015]在一些實施例中，對發(fā)電機產(chǎn)生的交流波形20進行檢測包括將經(jīng)過電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)25的電壓按比例調(diào)節(jié)(scale)到信號電壓電平。例如，可以使用差分放大器27將未參考的交流波形20按比例調(diào)節(jié)到更低的直流參考電平26。
[0016]還考慮如下實施例:從由發(fā)電機所產(chǎn)生的交流波形20來確定閾值電壓22包括確定平均整流交流電壓。例如，可以使用差分放大器28來將全波整流交流信號29按比例調(diào)節(jié)到更低的直流參考電平31。
[0017]應(yīng)當(dāng)注意的是，通過將閾值電壓22與交流波形20進行比較來確定發(fā)電機轉(zhuǎn)速包括測量交流波形20超出閾值電壓22的情況之間的時間量T。例如，通過將閾值電壓22與交流波形20進行比較來確定發(fā)電機轉(zhuǎn)速可以包括測量平均交流電壓(i)跌落到閾值電壓22以下的超出閾值電壓22的情況之間的時間量T。如圖2所示，使用比較器32將交流波形20的已經(jīng)按比例調(diào)節(jié)的直流參考電平26與全波整流交流信號29的已經(jīng)按比例調(diào)節(jié)的直流參考電平31進行比較，以產(chǎn)生可用于確定發(fā)電機轉(zhuǎn)速的方波輸出15。
[0018]在一些實施例中，檢測發(fā)電機產(chǎn)生的交流波形20可以包括檢測由發(fā)電機內(nèi)可選擇的定子繞組40所產(chǎn)生的交流波形20。
[0019]現(xiàn)在參考圖1-圖3對感測發(fā)電機轉(zhuǎn)速的另一個示例性方法進行描述。在一個示例性實施例中，該方法包括檢測由發(fā)電機中可選擇的定子繞組40所產(chǎn)生的交流波形50。該方法進一步包括測量交流波形50的頻率以確定發(fā)電機轉(zhuǎn)速。
[0020]因為正確定相的可選擇的定子繞組40上的電壓在主定子繞組58 (參見圖3)所產(chǎn)生的發(fā)電機的交流輸出短路的情況下不會崩潰，所以基于可選擇的定子繞組40所產(chǎn)生的交流波形20對發(fā)電機轉(zhuǎn)速進行感測是有益的。在主交流輸出短路時對發(fā)電機轉(zhuǎn)速進行感測的能力可以允許對故障持續(xù)提供電流。對故障持續(xù)提供電流可以允許下游的過電流保護以隔離故障。
[0021]在一些實施例中，檢測可選擇的定子繞組40所產(chǎn)生的交流波形20可以包括對提供能量以激發(fā)交流發(fā)電機磁場54的輔助繞組所產(chǎn)生的交流波形20進行檢測。應(yīng)當(dāng)注意的是，輔助繞組可以與提供發(fā)電機的交流輸出的主繞組58異相。
[0022]改變輔助繞組和主繞組58之間的相可以允許(i)勵磁控制系統(tǒng)繼續(xù)向交流發(fā)電機磁場54提供電流；(ii )發(fā)電機轉(zhuǎn)速的連續(xù)感測。
[0023]需要注意的是，由于轉(zhuǎn)子60的旋轉(zhuǎn)提供交流頻率，故發(fā)電機轉(zhuǎn)速按比例與轉(zhuǎn)子60的轉(zhuǎn)速有關(guān)。改變轉(zhuǎn)子60上磁極的數(shù)量將改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和交流頻率之間的比例。例如，盡管可以考慮與2個轉(zhuǎn)子極不同的其它實施例，但是圖3只示出了 2極轉(zhuǎn)子。
[0024]在其它實施例中，檢測可選擇的定子繞組40所產(chǎn)生的交流波形包括對僅進行轉(zhuǎn)速感測的定子繞組所產(chǎn)生的交流波形進行檢測。只要可選擇的定子繞組40與主繞組58異相，從可選擇的定子繞組40感測的電壓在短路的情況下就不會崩潰。
[0025]如圖1-圖3所示，考慮如下實施例:測量交流波形20的頻率以確定發(fā)電機轉(zhuǎn)速可以包括(如上文所論述的)(i)檢測發(fā)電機所產(chǎn)生的交流波形20 ；(ii)從發(fā)電機所產(chǎn)生的交流波形20中確定平均交流電壓29，以確立閾值電壓22 ;以及(iii)通過將閾值電壓22與交流波形20進行比較來確定發(fā)電機轉(zhuǎn)速。
[0026]在此描述的感測發(fā)電機轉(zhuǎn)速的方法可以減少與測量具有低信噪比的頻率相關(guān)的問題，在低信噪比的情況下會意外地檢測出幻影過零點從而引起可能不正確的頻率測量。因此，感測發(fā)電機轉(zhuǎn)速的方法可以允許低電壓振幅處精確的頻率測量，低電壓振幅不是發(fā)電機典型的工作狀態(tài)。
[0027]示例性機器結(jié)構(gòu)
[0028]圖4是以計算機系統(tǒng)400的示例形式示出了機器的圖示表示的框圖，在機器中可以執(zhí)行用于使機器完成在此討論的任意一個方法或多個方法的一組指令。在一些實施例中，計算機系統(tǒng)400可以作為服務(wù)器-客戶端網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的服務(wù)器或客戶端機器進行工作，或作為點對點(或分布式)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的同位體機器進行工作。
[0029]計算機系統(tǒng)400可以是服務(wù)器計算機、客戶端計算機、個人計算機(PC)、平板型PC、機頂盒(STB)、個人數(shù)字助理(PDA)、蜂窩電話、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)路由器、交換機或網(wǎng)橋，或者是能執(zhí)行規(guī)定了機器所采取的行動的(連續(xù)的或其它的)一組指令的任何機器。進一步地，雖然僅示出了單個機器，但是，術(shù)語“機器”應(yīng)包括機器的任意集合，這些機器單獨或共同執(zhí)行一組(或多組)指令以完成在此論述的任意一種方法或多種方法。
[0030]示例性計算機系統(tǒng)400可以包括處理器460 (例如，中央處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)或二者都有)、主存儲器470和靜態(tài)存儲器480，處理器460、主存儲器470和靜態(tài)存儲器480均經(jīng)由總線408彼此進行通信。計算機系統(tǒng)400可以進一步包括視頻顯示器單元410 (例如，液晶顯示器(IXD)或陰極射線管(CRT)顯示器))。計算機系統(tǒng)400還可以包括字母數(shù)字輸入設(shè)備420 (例如鍵盤)、光標(biāo)控制設(shè)備430 (例如鼠標(biāo))、磁盤驅(qū)動器單元440、信號產(chǎn)生設(shè)備450 (例如揚聲器)，以及網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備490。
[0031]磁盤驅(qū)動器單元440可以包括機器可讀媒介422，所述機器可讀媒介422上儲存了一組或多組體現(xiàn)了在此描述的任意一種或多種方法或功能的指令(例如軟件424)。軟件424在由計算機系統(tǒng)400執(zhí)行期間還可以完全或至少部分地儲存在主存儲器470和/或處理器460中，主存儲器470和處理器460也構(gòu)成了機器可讀媒介。應(yīng)當(dāng)注意的是，軟件424可以進一步經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備490在網(wǎng)絡(luò)(例如圖3中的網(wǎng)絡(luò)380 )上被發(fā)送或接收。
[0032]雖然在示例性實施例中示出了機器可讀媒介422是單個媒介，但是，術(shù)語“機器可讀媒介”應(yīng)包括儲存了一組或多組指令的單個媒介或多個媒介(例如，集中式或分布式數(shù)據(jù)庫和/或相關(guān)的高速緩存和服務(wù)器)。術(shù)語“機器可讀媒介”還應(yīng)包括能儲存、編碼或傳送由機器執(zhí)行的一組指令且使機器完成在此描述的任意一個或多個示例性實施例的任何媒介。相應(yīng)地，術(shù)語“機器可讀媒介”應(yīng)包括但不限于固態(tài)存儲器、光學(xué)介質(zhì)和磁性介質(zhì)。
[0033]因此，在此描述了計算機化的方法和系統(tǒng)。盡管已經(jīng)參考具體的示例性實施例對本發(fā)明進行了描述，但是，很明顯可以在不偏離本發(fā)明范圍的情況下對這些實施例進行多種修改和改變。相應(yīng)地，說明書和附圖被認為是解釋性的而非限制性的。
[0034]提供摘要以符合對摘要提出要求的37C.F.R.Sectionl.72(b)，摘要能讓讀者清楚技術(shù)公開的本質(zhì)和主旨。在理解了摘要不是用來限制或解釋權(quán)利要求的范圍或含義的情況下提交了摘要。據(jù)此，將權(quán)利要求并入詳細的描述，并且每項權(quán)利要求基于其自身可以作為單獨的實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種感測發(fā)電機轉(zhuǎn)速的方法，包括: 檢測發(fā)電機所產(chǎn)生的交流波形； 從所述發(fā)電機產(chǎn)生的交流波形中確定閾值電壓；并且 通過將所述閾值電壓與所述交流波形進行比較來確定發(fā)電機轉(zhuǎn)速。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，檢測發(fā)電機所產(chǎn)生的交流波形包括將經(jīng)過電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)的電壓按比例調(diào)節(jié)到信號電壓電平。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，從所述發(fā)電機產(chǎn)生的交流波形中確定閾值電壓包括確定平均整流交流電壓。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過將所述閾值電壓與所述交流波形進行比較來確定發(fā)電機轉(zhuǎn)速包括測量平均交流電壓超出所述閾值電壓的情況之間的時間量。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過將所述閾值電壓與所述交流波形進行比較來確定發(fā)電機轉(zhuǎn)速包括測量平均交流電壓跌落至所述閾值電壓以下的情況之間的時間量。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，檢測發(fā)電機所產(chǎn)生的交流波形包括檢測所述發(fā)電機中的可選擇的定子繞組產(chǎn)生的交流波形。
7.—種感測發(fā)電機轉(zhuǎn)速的方法,包括: 檢測發(fā)電機中的可選擇的定子繞組產(chǎn)生的交流波形；并且 測量所述交流波形的頻率以確定發(fā)電機轉(zhuǎn)速。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，檢測可選擇的定子繞組產(chǎn)生的交流波形包括檢測輔助繞組所產(chǎn)生的交流波形，所述輔助繞組提供能量以激發(fā)交流發(fā)電機磁場。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，檢測可選擇的定子繞組產(chǎn)生的交流波形包括檢測僅進行轉(zhuǎn)速感測的定子繞組產(chǎn)生的交流波形。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，測量所述交流波形的頻率以確定發(fā)電機轉(zhuǎn)速包括: 檢測發(fā)電機產(chǎn)生的交流波形； 從所述發(fā)電機產(chǎn)生的交流波形中確定平均交流電壓以確立閾值電壓；并且 通過將所述閾值電壓與所述交流波形進行比較來確定發(fā)電機轉(zhuǎn)速。
【文檔編號】G01P3/46GK103842828SQ201280046450
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月4日
【發(fā)明者】E·D·阿爾布思邁爾, I·S·弗蘭普頓, K·R·博恩曼, G·A·克羅爾, D·W·多恩 申請人:科勒公司