CN103842828A - 感测发电机转速的方法 - Google Patents

Abstract

本申请的一些实施例涉及感测发电机转速的方法。所述方法包括检测发电机所产生的交流波形并从发电机产生的交流波形中确定阈值电压。所述方法进一步包括通过将阈值电压与交流波形进行比较来确定发电机转速。发电机转速可以由发电机的输出的周期之间的时间段所确定。其它实施例涉及包括以下步骤的方法：检测发电机中可选择的定子绕组产生的交流波形，以及测量交流波形的周期以取反地确定发电机转速。

Description

感测发电机转速的方法

优先权声明

本申请要求于2011年11月4日提交的、名称为“感测发电机转速的方法”的美国专利申请13/289,524的优先权，在此通过引用包含该美国专利申请的全部内容。

技术领域

本申请的实施例涉及使用振幅阈值检测来感测发电机转速的方法。

背景技术

为了确定发电机是否在正常参数下进行工作，通常进行对发电机频率的感测。通常，通过对交流波形在过零点之间所经过的时间进行测量可以确定由发电机产生的交流波形的频率。

对交流波形在过零点之间所经过的时间进行测量的其中一个缺点是：由于低信噪比，可能会意外地检测到幻影（phantom）过零点，从而导致潜在的不正确的频率测量。这个问题仅在低电压振幅时出现，低电压振幅不是发电机典型的工作状态。

因为在更高的电平处有高信噪比，所以更高的电平处不会出现这些问题。因此，噪声不会使信号不小心地通过过零点。

附图说明

图1是示出基本阈值检测的示例性波形图。

图2是图示性地示出实现基本阈值检测的示例。

图3是示例性交流发电机的局部截面图，示出了绕组的位置。

图4是以计算机系统400的示例形式示出了机器的图示表示的框图，在机器中可以执行用于使机器完成在此讨论的任意一个方法或多个方法的一组指令。

具体实施方式

下文的描述及附图对具体的实施例进行了充分地说明，以使本领域技术人员能够实施这些实施例。其它实施例可以包括结构上的、逻辑上的、电气上的、方法上的及其它改动。一些实施例的某些部分和特征可以包含在其它实施例的某些部分和特征中，或者替代其它实施例的某些部分和特征。权利要求中所陈述的实施例囊括了这些实施例所有可行的等价替换。

现在参考图1-图3对感测发电机转速的示例性方法进行描述。在一个示例性实施例中，该方法包括检测发电机（未示出）所产生的交流波形20并从发电机所产生的交流波形20中确定阈值电压22。该方法进一步包括通过将阈值电压22的定时（timing）与交流波形20进行比较来确定发电机转速。

应当注意的是，通过在发电机的输出的周期之间的时间段可以确定发电机转速。参考图1，使用下列等式确定转速：

（1）发电机转速=1/T1；或1/T2

在一些实施例中，对发电机产生的交流波形20进行检测包括将经过电阻分压器网络25的电压按比例调节（scale）到信号电压电平。例如，可以使用差分放大器27将未参考的交流波形20按比例调节到更低的直流参考电平26。

还考虑如下实施例：从由发电机所产生的交流波形20来确定阈值电压22包括确定平均整流交流电压。例如，可以使用差分放大器28来将全波整流交流信号29按比例调节到更低的直流参考电平31。

应当注意的是，通过将阈值电压22与交流波形20进行比较来确定发电机转速包括测量交流波形20超出阈值电压22的情况之间的时间量T。例如，通过将阈值电压22与交流波形20进行比较来确定发电机转速可以包括测量平均交流电压（i）跌落到阈值电压22以下的；或（ii）超出阈值电压22的情况之间的时间量T。如图2所示，使用比较器32将交流波形20的已经按比例调节的直流参考电平26与全波整流交流信号29的已经按比例调节的直流参考电平31进行比较，以产生可用于确定发电机转速的方波输出15。

在一些实施例中，检测发电机产生的交流波形20可以包括检测由发电机内可选择的定子绕组40所产生的交流波形20。

现在参考图1-图3对感测发电机转速的另一个示例性方法进行描述。在一个示例性实施例中，该方法包括检测由发电机中可选择的定子绕组40所产生的交流波形50。该方法进一步包括测量交流波形50的频率以确定发电机转速。

因为正确定相的可选择的定子绕组40上的电压在主定子绕组58（参见图3）所产生的发电机的交流输出短路的情况下不会崩溃，所以基于可选择的定子绕组40所产生的交流波形20对发电机转速进行感测是有益的。在主交流输出短路时对发电机转速进行感测的能力可以允许对故障持续提供电流。对故障持续提供电流可以允许下游的过电流保护以隔离故障。

在一些实施例中，检测可选择的定子绕组40所产生的交流波形20可以包括对提供能量以激发交流发电机磁场54的辅助绕组所产生的交流波形20进行检测。应当注意的是，辅助绕组可以与提供发电机的交流输出的主绕组58异相。

改变辅助绕组和主绕组58之间的相可以允许（i）励磁控制系统继续向交流发电机磁场54提供电流；（ii）发电机转速的连续感测。

需要注意的是，由于转子60的旋转提供交流频率，故发电机转速按比例与转子60的转速有关。改变转子60上磁极的数量将改变转子转速和交流频率之间的比例。例如，尽管可以考虑与2个转子极不同的其它实施例，但是图3只示出了2极转子。

在其它实施例中，检测可选择的定子绕组40所产生的交流波形包括对仅进行转速感测的定子绕组所产生的交流波形进行检测。只要可选择的定子绕组40与主绕组58异相，从可选择的定子绕组40感测的电压在短路的情况下就不会崩溃。

如图1-图3所示，考虑如下实施例：测量交流波形20的频率以确定发电机转速可以包括（如上文所论述的）（i）检测发电机所产生的交流波形20；（ii）从发电机所产生的交流波形20中确定平均交流电压29，以确立阈值电压22；以及（iii）通过将阈值电压22与交流波形20进行比较来确定发电机转速。

在此描述的感测发电机转速的方法可以减少与测量具有低信噪比的频率相关的问题，在低信噪比的情况下会意外地检测出幻影过零点从而引起可能不正确的频率测量。因此，感测发电机转速的方法可以允许低电压振幅处精确的频率测量，低电压振幅不是发电机典型的工作状态。

示例性机器结构

图4是以计算机系统400的示例形式示出了机器的图示表示的框图，在机器中可以执行用于使机器完成在此讨论的任意一个方法或多个方法的一组指令。在一些实施例中，计算机系统400可以作为服务器-客户端网络环境中的服务器或客户端机器进行工作，或作为点对点（或分布式）网络环境中的同位体机器进行工作。

计算机系统400可以是服务器计算机、客户端计算机、个人计算机（PC）、平板型PC、机顶盒（STB）、个人数字助理（PDA）、蜂窝电话、网络设备、网络路由器、交换机或网桥，或者是能执行规定了机器所采取的行动的（连续的或其它的）一组指令的任何机器。进一步地，虽然仅示出了单个机器，但是，术语“机器”应包括机器的任意集合，这些机器单独或共同执行一组（或多组）指令以完成在此论述的任意一种方法或多种方法。

示例性计算机系统400可以包括处理器460（例如，中央处理器（CPU）、图形处理器（GPU）或二者都有）、主存储器470和静态存储器480，处理器460、主存储器470和静态存储器480均经由总线408彼此进行通信。计算机系统400可以进一步包括视频显示器单元410（例如，液晶显示器（LCD）或阴极射线管（CRT）显示器））。计算机系统400还可以包括字母数字输入设备420（例如键盘）、光标控制设备430（例如鼠标）、磁盘驱动器单元440、信号产生设备450（例如扬声器），以及网络接口设备490。

磁盘驱动器单元440可以包括机器可读媒介422，所述机器可读媒介422上储存了一组或多组体现了在此描述的任意一种或多种方法或功能的指令（例如软件424）。软件424在由计算机系统400执行期间还可以完全或至少部分地储存在主存储器470和/或处理器460中，主存储器470和处理器460也构成了机器可读媒介。应当注意的是，软件424可以进一步经由网络接口设备490在网络（例如图3中的网络380）上被发送或接收。

虽然在示例性实施例中示出了机器可读媒介422是单个媒介，但是，术语“机器可读媒介”应包括储存了一组或多组指令的单个媒介或多个媒介（例如，集中式或分布式数据库和/或相关的高速缓存和服务器）。术语“机器可读媒介”还应包括能储存、编码或传送由机器执行的一组指令且使机器完成在此描述的任意一个或多个示例性实施例的任何媒介。相应地，术语“机器可读媒介”应包括但不限于固态存储器、光学介质和磁性介质。

因此，在此描述了计算机化的方法和系统。尽管已经参考具体的示例性实施例对本发明进行了描述，但是，很明显可以在不偏离本发明范围的情况下对这些实施例进行多种修改和改变。相应地，说明书和附图被认为是解释性的而非限制性的。

提供摘要以符合对摘要提出要求的37C.F.R.Section1.72（b），摘要能让读者清楚技术公开的本质和主旨。在理解了摘要不是用来限制或解释权利要求的范围或含义的情况下提交了摘要。据此，将权利要求并入详细的描述，并且每项权利要求基于其自身可以作为单独的实施例。

Claims (10)

1.一种感测发电机转速的方法，包括：

检测发电机所产生的交流波形；

从所述发电机产生的交流波形中确定阈值电压；并且

通过将所述阈值电压与所述交流波形进行比较来确定发电机转速。

2.如权利要求1所述的方法，其中，检测发电机所产生的交流波形包括将经过电阻分压器网络的电压按比例调节到信号电压电平。

3.如权利要求1所述的方法，其中，从所述发电机产生的交流波形中确定阈值电压包括确定平均整流交流电压。

4.如权利要求1所述的方法，其中，通过将所述阈值电压与所述交流波形进行比较来确定发电机转速包括测量平均交流电压超出所述阈值电压的情况之间的时间量。

5.如权利要求1所述的方法，其中，通过将所述阈值电压与所述交流波形进行比较来确定发电机转速包括测量平均交流电压跌落至所述阈值电压以下的情况之间的时间量。

6.如权利要求1所述的方法，其中，检测发电机所产生的交流波形包括检测所述发电机中的可选择的定子绕组产生的交流波形。

7.一种感测发电机转速的方法，包括：

检测发电机中的可选择的定子绕组产生的交流波形；并且

测量所述交流波形的频率以确定发电机转速。

8.如权利要求7所述的方法，其中，检测可选择的定子绕组产生的交流波形包括检测辅助绕组所产生的交流波形，所述辅助绕组提供能量以激发交流发电机磁场。

9.如权利要求7所述的方法，其中，检测可选择的定子绕组产生的交流波形包括检测仅进行转速感测的定子绕组产生的交流波形。

10.如权利要求7所述的方法，其中，测量所述交流波形的频率以确定发电机转速包括：

检测发电机产生的交流波形；

从所述发电机产生的交流波形中确定平均交流电压以确立阈值电压；并且

通过将所述阈值电压与所述交流波形进行比较来确定发电机转速。

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