CN111060841A - 一种用于陀螺罗经的断相报警装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种陀螺罗经的缺相报警装置，包括加法器电路、比较器电路、单稳态触发电路；用以采集自整角发送机输出的三相电压的加法器电路连接比较器电路的运放负端；比较器电路的运放正端连接门槛电压；比较器电路连接单稳态触发电路，比较器电路连接在加法器电路和单稳态触发电路之间。通过本发明的缺相报警装置，利用自整角发送机输出三相电压相量和始终为零的特点，采用由加法器电路、比较器电路、单稳态触发电路组成的简单电路，无需引出中线即可完成断相报警功能，具有结构简单、成本低廉、稳定可靠的优点。

Description

一种用于陀螺罗经的断相报警装置
技术领域
本发明涉及船舶导航技术领域，具体涉及一种用于陀螺罗经的断相报警装置。
背景技术
长久以来，陀螺罗经作为一种能够准确寻找地理北向的导航仪器，在各类船舶上得到广泛应用，成为海上导航的主要仪器。
自整角机是具有自整步特性的感应式电机，可通过电路的联系，使机械上互不相连的两根或多根转轴自动保持同步旋转，从而实现角度信号的远距离传输。虽然自整角机的传输精度不高，但是成本较低，因此在陀螺罗经的发送单元中得到广泛应用。
在伺服系统中，输出信号的自整角机通常称为自整角发送机。发送机的三相输出电压幅值并非固定不变，而是随着转轴旋转而改变。这就使得发送机发生断相故障时，操作人员容易忽视故障情况，自整角发送机长时间缺相工作，甚至损坏自整角发送机。目前，常见的断相报警装置多适用于三相电压固定不变的应用场合，此类断相报警装置无法应用于自整角发送机的断相报警。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种用于陀螺罗经的断相报警装置，无需引出中线即可完成自整角发送机断相报警的目的，本发明的技术目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于陀螺罗经的断相报警装置，包括加法器电路、比较器电路、单稳态触发电路；用以采集自整角发送机输出的三相电压的加法器电路连接比较器电路的运放负端；比较器电路的运放正端连接门槛电压；比较器电路连接单稳态触发电路，比较器电路连接在加法器电路和单稳态触发电路之间；比较器电路用以将加法器电路输出的模拟电压信号转变为数字信号，单稳态触发电路用以将比较器电路输出的数字信号转换为断相报警信号。
进一步地，加法器电路包括运放电路和电阻，加法器电路包括三个接入端，三个接入端分别连接自整角发送机的三相输出端。
进一步地，单稳态触发电路包括电阻、电容以及单稳态触发器。
进一步地，单稳态触发器为CD4528单稳态触发器。
进一步地，当单稳态触发电路输入电路为脉冲信号时，CD4528输出电压由低电平转为高电平直至断相恢复正常。
本发明的有益效果在于，通过本发明的断相报警装置由加法器电路、比较器电路、单稳态触发电路组成，无需引出中线即可完成断相报警功能，具有结构简单、成本低廉、稳定可靠的优点。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
图2是本发明的实施例中正常工作时Ub的波形图。
图3是本发明的实施例中正常工作时UJF的波形图。
图4是本发明的实施例中正常工作时UBJ的波形图。
图5是本发明的实施例中正常工作时UDX的波形图。
图6是本发明的实施例中b相断相时Ub的波形图。
图7是本发明的实施例中b相断相时UJF的波形图。
图8是本发明的实施例中b相断相时UBJ的波形图。
图9是本发明的实施例中b相断相时UDX的波形图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步描述：
如图1所示，一种用于陀螺罗经的缺相报警装置，包括加法器电路、比较器电路、单稳态触发电路，加法器电路连接比较器电路的运放负端；比较器电路的运放正端连接门槛电压；比较器电路连接单稳态触发电路，比较器电路连接在加法器电路和单稳态触发电路之间。
加法器电路用以采集自整角发送机输出的三相电压，比较器电路用于将加法器电路输出的模拟电压信号转变为数字信号，单稳态触发电路用于将比较器电路输出的数字信号转换为断相报警信号。正常情况下单稳态触发电路输出信号为低电平，也即0电平信号，发生断相故障时单稳态触发电路输出信号为高电平，也即1电平信号。
加法器电路由运放电路和电阻组成，其中电阻R1、R2、R3并联接入运放电路的运放负端，运放电路的运放正端通过R5接地，电阻R4的一端连接运放电路的运放负端，另外一端连接运放电路的输出端，其中电阻R1、R2、R3、R4阻值相等。
自整角发送机的三相输出端分别连接加法器电路的三个输入端，三个输入端的电压分别为Ua、Ub和Uc。
自整角发送机输出的三相电压的幅值并未固定不变的，而是随着转轴旋转而改变的，电压变化可以用下列公式表示：
Ua＝K×E×sinθ×sinωt；
Ub＝K×E×sin(θ+120°)×sinωt；
Uc＝K×E×sin(θ+240°)×sinωt(其中K为电机比例系数，E为参考电压U的有效值；θ为转角大小)，正常工作状态下Ub的波形图变化如图2所示，b项断相故障时Ub的波形如图6所示。
由上式可知，Ua+Ub+Uc＝0，也即在任何转角、任何时间，三相电压之和恒等于0。
由于加法器电路的输出端UJF＝-R4×(Ua/R1+Ub/R2+Uc/R3)，即UJF＝-(Ua+Ub+Uc)，因此UJF＝0，也即自整角发送机正常工作时，UJF＝0，如图3所示；由此，当发生断相故障时，Ua+Ub+Uc≠0，UJF为正弦电压，如图7所示。
比较器电路由运放电路和电阻组成，加法器电路的输出端UJF接入比较器电路的运放负端，比较器电路的运放正端接入+0.3V门槛电压。当UJF＝0时，运放正端电压高于负端电压，UBJ输出1电平，如图4所示；当UJF为正弦电压时，UBJ输出脉冲信号，如图8所示。
单稳态触发电路由电阻、电容和单稳态触发器CD4528组成，当UBJ输出1电平时，单稳态触发电路输出端UDX输出0电平，如图5所示；当UBJ输出脉冲信号时，UDX输出1电平，如图9所示。单稳态触发器CD4528的暂稳态时间大于UBJ脉冲周期，在UBJ输出脉冲期间，UDX始终保持1电平，直至断相故障恢复正常；当断相故障恢复正常后，UBJ不再输出脉冲信号，UDX翻转为0电平。
本实施例只是对本发明的进一步解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性的修改，但是只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种用于陀螺罗经的断相报警装置，其特征在于，包括加法器电路、比较器电路、单稳态触发电路；用以采集自整角发送机输出的三相电压的加法器电路连接比较器电路的运放负端；所述比较器电路的运放正端连接门槛电压；所述比较器电路连接单稳态触发电路，所述比较器电路连接在加法器电路和单稳态触发电路之间；所述比较器电路用以将加法器电路输出的模拟电压信号转变为数字信号，单稳态触发电路用以将比较器电路输出的数字信号转换为断相报警信号。
2.根据权利要求1所述的一种用于陀螺罗经的断相报警装置，其特征在于，所述加法器电路包括运放电路和电阻，所述加法器电路包括三个接入端，三个接入端分别连接自整角发送机的三相输出端。
3.根据权利要求1所述的一种用于陀螺罗经的断相报警装置，其特征在于，所述单稳态触发电路包括电阻、电容以及单稳态触发器。
4.根据权利要求3所述的一种用于陀螺罗经的断相报警装置，其特征在于，所述单稳态触发器为CD4528单稳态触发器。
5.根据权利要求4所述的一种用于陀螺罗经的断相报警装置，其特征在于，当单稳态触发电路输入电路为脉冲信号时，CD4528输出电压由低电平转为高电平直至断相恢复正常。
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