一种旋转整流器监视系统的制作方法

1.本实用新型涉及励磁检测电路技术领域，具体涉及一种旋转整流器监视系统。


背景技术：

2.在无刷励磁系统中，旋转整流器是重要的组成部分，旋转整流器出现故障时会直接导致发电机停机事故，严重的可能会损坏发电机转子。因此旋转整流器故障监视也是无刷励磁系统必备的功能，由于旋转整流器在工作中处于高速旋转状态，采用直接检测的方法比较复杂，而且检修不方便。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种旋转整流器监视系统。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种旋转整流器监视系统，包括依次串接的励磁电流采样单元、滤波单元、逻辑判断单元和报警单元，所述励磁电流采样单元与电流传感器串接，所述电流传感器用于采集励磁机磁场回路中的励磁电流信号，所述励磁电流采样单元包括依次串接的采样电路、放大电路和滤波电路，所述滤波单元包括依次串接的带通滤波电路、陷波滤波电路，所述逻辑判断单元包括依次连接的比较器d1 与单稳态触发器d2。
6.在本实用新型中，优选的，所述采样电路包括采样电阻r15和运放u207，所述放大电路包括运放u208a和运放u208b，所述运放u207的正向输入端接采样电阻r15，负向输入端串接电阻r18后接地，其输出端串接电阻r20和r21 后接入运放u208a的正向输入端，同时串接电阻r25接运放u208b的正向输入端，所述运放u208a的输出端通过串接电阻r23后接所述滤波电路。
7.在本实用新型中，优选的，所述滤波电路包括串接的电阻r24和电容c107 滤波支路，所述滤波支路一端与所述电阻r23连接，另一端接地，所述滤波电路还包括电解电容c108，其一段与所述电阻r24连接，另一端接地。
8.在本实用新型中，优选的，所述运放u208b的输出端接入所述带通滤波电路，所述带通滤波电路包括运放u209，所述运放u208b的输出端依次串接电阻 r32、电阻r31、和电容c122后接入运放u209，所述电阻r32、电阻r31串联电路之间还接有由二极管v166和二极管v167组成的保护电路，所述电阻r31 与电容c122之间还连接选择电路。
9.在本实用新型中，优选的，所述选择电路包括跨接器1003和跨接器1004，所述跨接器1003串接电容c123后接所述运放u209的负向输入端，同时通过串接电容c123、电阻r34、电阻r35后接所述运放u209输出端，所述跨接器1003 串接电容c124后接如所述运放u209输出端，所述跨接器1003串接电容c124 两端还并联电容c125。
10.在本实用新型中，优选的，所述运放u209输出端串接电阻r36后接入陷波滤波电路，所述陷波滤波电路包括运放u210和运放u211，所述电阻r36串接电阻r37、电容c126后接
运放u210的负向输入端，所述电容c126还串接电容c152接所述运放u210的正向输入端，所述运放u210输出端通过串接电阻 r46后接所述运放u211的负向输入端，所述电阻r46还串接电容c153后接所述运放u211的正向输入端，所述运放u211输出端串接电阻r51后接所述比较器d1。
11.在本实用新型中，优选的，所述比较器d1包括运放u212，所述电阻r51 串接电阻r50后接入所述运放u212的负向输入端，所述运放u212的正向输入端通过串接电阻rt49后输入采集值ref，输出端接所述单稳态触发器d2。
12.在本实用新型中，优选的，所述单稳态触发器d2，所述单稳态触发器d2 包括三极管q199和三极管q205，所述三极管q199的基极串接电阻r81后接所述比较器d1，集电极串接电阻r82后接所述三极管q205的发射集，所述三极管q205的基极串接二极管v191后分别通过电阻r84接15v电源，通过电阻 r85接地，基极集电极接入所述报警单元。
13.在本实用新型中，优选的，所述报警单元包括开路报警电路和短路报警电路，所述开路报警电路包括顺次连接的与或支路、延时支路和放大支路，所述与或支路和所述单稳态触发器d2连接，所述放大支路输出端连接有开路控制继电器k221。
14.在本实用新型中，优选的，所述短路报警电路包括比较器d7和与门d8，所述比较器d7包括运放u213，所述与门d8包括三极管q204和三极管q208，所述运放u213的负向输入端通过电阻r69输入短路设定值ref，正向输入端通过串接电阻r64后接所述滤波支路连接，输出串接电阻r71、二极管v173和电阻r72后接所述三极管q204基极，所述三极管q204的集电极通过串接电阻 r75与所述三极管q208的基极连接，所述三极管q204的发射极接有三极管 q203，所述三极管q203的基极串接电阻r105后接有短路控制继电器k222，所述三极管q208的集电极连接开路控制继电器k221。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.本实用新型的系统采用间接的检测方法，通过采集励磁机磁场回路中感应的交流电流，由各电路处理对比后判断是否故障，并在故障时输出报警信号，整体结构清晰，易实现。
附图说明
17.图1为本实用新型所述的一种旋转整流器监视系统的采样单元和部分报警单元的电路图。
18.图2为本实用新型所述的一种旋转整流器监视系统的滤波单元电路图。
19.图3为本实用新型所述的一种旋转整流器监视系统的部分逻辑判断单元与报警单元电路图。
20.图4为本实用新型所述的一种旋转整流器监视系统的信号输入及部分报警单元电路图。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
23.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
24.请同时参见图1至图4，本实用新型一较佳实施方式提供一种旋转整流器监视系统，主要应用在无刷励磁系统中，对交流励磁机的旋转整流器进行故障检测，当检测到旋转整流器中的整流管出现开路或短路故障时，分别发出报警或跳闸信号，简单方便，且容易操作，包括依次串接的励磁电流采样单元、滤波单元、逻辑判断单元和报警单元，励磁电流采样单元与电流传感器串接，电流传感器用于采集励磁机磁场回路中的励磁电流信号，励磁电流采样单元包括依次串接的采样电路、放大电路和滤波电路，采样电路用于对输入的励磁电流信号进行采集，并通过放大电路放大和滤波电路滤波，并分别输出滤波信号ie2和未滤波信号ie1，滤波单元包括依次串接的带通滤波电路、陷波滤波电路，其中带通滤波电路从未滤波的励磁信号ie1中获取旋转整流器故障时的交流频率信号，陷波滤波电路用于组织二倍发电机频率信号的通过，逻辑判断单元包括依次连接的比较器d1与单稳态触发器d2。
25.请参见图1，在本实施方式中，采样电路包括采样电阻r15和运放u207，放大电路包括运放u208a和运放u208b，运放u207的正向输入端接采样电阻 r15，负向输入端串接电阻r18后接地，其输出端串接电阻r20和r21后接入运放u208a的正向输入端，同时串接电阻r25接运放u208b的正向输入端，运放u208a的输出端通过串接电阻r23后接滤波电路。
26.在本实施方式中，滤波电路包括串接的电阻r24和电容c107滤波支路，滤波支路一端与电阻r23连接，另一端接地，滤波电路还包括电解电容c108，其一段与电阻r24连接，另一端接地，滤波电路输出滤波信号ie2。
27.请参见图2，在本实施方式中，运放u208b的输出端输出未滤波信号ie1，接入带通滤波电路，带通滤波电路包括运放u209，运放u208b的输出端依次串接电阻r32、电阻r31、和电容c122后接入运放u209，电阻r32、电阻r31 串联电路之间还接有由二极管v166和二极管v167组成的保护电路，电阻r31 与电容c122之间还串接电阻r1000和电阻r1001后接地，电阻r31与电容c122 之间还连接选择电路。
28.在本实施方式中，选择电路包括跨接器1003和跨接器1004，跨接器1003 串接电容c123后接运放u209的负向输入端，同时通过串接电容c123、电阻 r34、电阻r35后接运放u209输出端，跨接器1003串接电容c124后接如运放 u209输出端，跨接器1003串接电容c124两端还并联电容c125。
29.在本实施方式中，运放u209输出端串接电阻r36后接入陷波滤波电路，陷波滤波电路包括运放u210和运放u211，电阻r36串接电阻r37、电容c126 后接运放u210的负向输入
端，电容c126还串接电容c152接运放u210的正向输入端，电阻r37、电容c126之间还串接电阻r38和电阻r39后接跨接器1005，跨接器1005另一端接地，接跨接器1005两端还并联有由电阻r40和电阻r43 组成的串联电路，运放u210输出端通过串接电阻r46后接运放u211的负向输入端，电阻r46还串接电容c153后接运放u211的正向输入端，运放u211输出端串接电阻r51后接比较器d1。
30.具体的，带通滤波电路从未滤波的励磁电流信号ie1中取得旋转整流器故障时的交流频率信号，这一信号对应于交流励磁机的频率，带通滤波器的中心频率fe通过调整r1000、r1001电阻根据相应交流励磁机频率进行匹配，电路中跨接器1003、1004用于改变带宽
△
fe，如对于励磁机90hz时，从带宽
△
f＝20hz 减至
△
f＝10hz，为了防止发电机两相短路及对地短路时本系统的误动作，陷波滤波电路阻止二倍发电机频率的信号通过，同时，陷波滤波电路还抑制单相整流器励磁电流中来自机端的二次谐波分量，这一陷波频率可有跨接器1005调整，焊入1005时陷波频率从100hz调整至120hz，适用于60hz电网。
31.请参见图2与图3，在本实施方式中，比较器d1包括运放u212，电阻r51 串接电阻r50后接入运放u212的负向输入端，运放u212的正向输入端通过串接电阻rt49后输入采集值ref，输出端接单稳态触发器d2。
32.在本实施方式中，单稳态触发器d2，单稳态触发器d2包括三极管q199 和三极管q205，三极管q199的基极串接电阻r81后接比较器d1，集电极串接电阻r82后接三极管q205的发射集，三极管q205的基极串接二极管v191后分别通过电阻r84接15v电源，通过电阻r85接地，基极集电极接入报警单元。
33.具体的，比较器d1具有可调动作阈值ref～，其值可从采集点ref～上测量， d1输入为陷波滤波电路输出的故障时的交流频率信号，与d1串联的单稳态电路d2记忆比较级的输出，在故障时单稳态电路输出一个持续信号到报警单元。
34.请同时参见图1、图3和图4，在本实施方式中，报警单元包括开路报警电路和短路报警电路，开路报警电路包括顺次连接的与或支路、延时支路和放大支路，与或支路和单稳态触发器d2连接，放大支路输出端连接有开路控制继电器k221。
35.具体的，与或支路包括运放q198、q200和q201，运放q198的基极串接稳压管z164、二极管v192后接15v电源，同时稳压管z164串接电阻r78、电容c150后接地，集电极通过电阻r80接15v电源，该支路用于上电保护，运放q201的基极并接有三条支路，各支路分别串接有电阻和二极管，其中一支路串接二极管v178和电阻r89后接运放q200的集电极，运放q200的基极通过电阻r92接试验输入信号，另一串接二极管v177和电阻r86的支路与单稳态触发器d2输出端连接，运放q201的集电极串接电阻r93后接延时支路，延时支路包括电位器rp8，其一端通过串接电阻r98后接15v电源，另一端串接电阻r97后接地，电位器rp8和电阻r97两端还并联有由二极管v180和电阻r96 组成的串联电路，二极管v180和电阻r96之间还连接三极管q197，，三极管 q197输出端串接电阻r95、二极管v181后接放大电路，放大电路包括三极管 q202和三极管q206，其中三极管q202的集电极串接电阻r100后接三极管 q206,三极管的集电极串接电阻r102后接报警指示灯电路，报警指示灯电路包括发光二极管ds1和发光二极管ds2和二极管v183。
36.在本实施方式中，短路报警电路包括比较器d7和与门d8，比较器d7包括运放u213，与门d8包括三极管q204和三极管q208，运放u213的负向输入端通过电阻r69输入短路设定
值ref，正向输入端通过串接电阻r64后接滤波支路连接，输出串接电阻r71、二极管v173和电阻r72后接三极管q204基极，三极管q204的集电极通过串接电阻r75与三极管q208的基极连接，三极管 q204的发射极接有三极管q203，三极管q203的基极串接电阻r105后接有短路控制继电器k222，同时还通过电阻r107和二极管v182、v181接入三极管 q202的基极，三极管q208的集电极连接开路控制继电器k221,其中在二极管 v173和电阻r72之间连接有二极管v174和跨接器1006，跨接器1006另一端接r105。
37.具体的，在开路故障时，单稳态电路d2记忆比较级的输出一个持续信号到延时支路，启动延时支路，延时支路的延时时间可用电位器rp8调整至0.1-1s 范围，延时支路的延时是为了防止在发电机过渡过程中本系统误报故障，当延时支路的延时时间到后，则输出报警信号，而且这一信号为一记忆信号，同时发光二极管ds1亮。
38.对整流桥臂开路故障和短路故障，励磁电流的反应是不同的，当励磁电流急骤上升时，可能是发生了短路故障，这时需要立即切除励磁电路，为此比较级d7用于比较经过滤波的励磁电流ie2与短路设定值ref，短路设定值ref可通过的电位器rp10调整，比较级d7的输出通过与门d8送出报警信号，同时指示灯发光二极管ds2亮，如不需要这一部分线路，则当1006跨接时，将同时给出发光二极管ds1和发光二极管ds2指示及信号。
39.在本实施方式中，在三极管q201的集电极引出线端以及三极管q197的输出端串接电阻r95和二极管v179后引出线端之间接有复位开关s5，通过复位开关s5可在故障消失后将输出的报警信号复位。
40.上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。