CN114167074A - 一种同步交流发电机转速测量系统及方法 - Google Patents

一种同步交流发电机转速测量系统及方法 Download PDF

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CN114167074A CN202111427904.9A CN202111427904A CN114167074A CN 114167074 A CN114167074 A CN 114167074A CN 202111427904 A CN202111427904 A CN 202111427904A CN 114167074 A CN114167074 A CN 114167074A
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朱威
胡安
阳习党
孙建龙
武美娜
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Naval University of Engineering PLA
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Abstract

本发明公开了一种同步交流发电机转速测量系统及方法。该系统包括：电压测量模块，用于实时测量待测同步交流发电机输出的交流电压信号Uac，并将交流电压信号Uac转换为同频率的交流电流信号Is；信号调理模块，用于将交流电流信号Is进行信号调理，生成频率为m倍交流电流信号Is频率的方波信号SH；控制模块，采用DSP控制芯片，用于接收方波信号SH，并根据所述方波信号SH的频率以及倍频倍数m实时计算得到待测同步交流发电机转速；方波信号SH的频率在DSP控制芯片捕获的特定测量频率范围内。本发明测速范围宽，无论在电机处于高速还是低速状态下都可以保证测量效果和测量精度；同时还能有效解决机组体积受限时机组转速测量问题，并降低机组转速测量成本。

Description

一种同步交流发电机转速测量系统及方法
技术领域
本发明属于电机转速测量技术领域，更具体地，涉及一种同步交流发电机转速测量系统及方法。
背景技术
电机控制中经常需要测量电机转速，一般采用光电编码器或者齿轮盘实现电机转速测量。在齿轮盘测速中，当齿轮盘齿尖位于传感器下方时，传感器会产生高电平，当齿轮盘齿谷位于传感器下方时，传感器会产生低电平，因此当齿轮盘随电机转子旋转时传感器会产生高低电平交替变化的方波信号，光电编码器测速时传感器会产生两路正交编码信号。采用齿轮盘或光电编码器测速时，当电机转速较高，一般采用定时计脉冲数来测速，此时脉冲宽度较窄，如果脉冲频率大于定时器频率，则齿轮盘无法测速。当电机转速较低时，一般采用测量脉冲周期测速，此时脉冲周期较长，如果脉冲周期大于定时器周期，则会导致溢出，因此在电机高速和低速状态下齿轮盘和光电编码器测速方式精度较差，同时电机安装光电编码器和齿轮盘测速成本较高，外置测速装置还会增加电机轴向长度。
由于电机转速测量在电机控制领域有着广泛的需求，转速测量精度直接关系到电机控制性能的优劣，而光电编码器或者齿轮盘测速方式增加了电机轴向长度并且成本较高，因此有必要采用一种适用的同步交流发电机转速测量方法，克服现有方法的缺陷，解决电机轴向长度受限时电机转速测量问题，并降低机组转速测量成本。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种同步交流发电机转速测量系统及方法，测速范围宽，无论在电机处于高速还是低速状态下都可以保证测量效果和测量精度；同时还能有效解决机组体积受限时机组转速测量问题，并降低机组转速测量成本。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种同步交流发电机转速测量系统，包括：
电压测量模块，与待测同步交流发电机输出绕组相连，用于实时测量所述待测同步交流发电机输出的交流电压信号Uac，并将所述交流电压信号Uac转换为同频率的交流电流信号Is；
信号调理模块，用于将所述交流电流信号Is进行信号调理，生成频率为m倍所述交流电流信号Is频率的方波信号SH；
控制模块，采用DSP控制芯片，用于接收所述方波信号SH，并根据所述方波信号SH的频率以及倍频倍数m实时计算得到所述待测同步交流发电机转速；其中，所述方波信号SH的频率在所述DSP控制芯片捕获的特定测量频率范围内。
在其中一个实施例中，所述信号调理模块包括采样电路、二阶滤波电路、滞环比较电路、1/2分频电路和锁相倍频电路，其中，
所述采样电路，用于将所述交流电流信号Is转换为同频率的交流电压信号Us；
所述二阶滤波电路，用于将所述交流电压信号Us通过滤除噪音和高频干扰信号处理后输出交流电压信号Uf；
所述滞环比较电路，用于将所述交流电压信号Uf整形为方波信号S；
所述1/2分频电路，用于将所述方波信号S进行1/2分频，整形得到方波信号SL；
所述锁相倍频电路，用于将所述方波信号SL转换为2m倍所述方波信号SL频率的方波信号SH。
在其中一个实施例中，所述采样电路包括仪表放大器U1、电容C1～C2和电阻R1～R3，所述仪表放大器U1的同相输入端分别与电阻C1的一端、电阻R1的一端、电容C2的一端、所述电压传感器的输出端相连，所述仪表放大器U1的反相输入端分别与电阻R2的一端、电容C2的另一端相连，所述仪表放大器U2的两个增益调整端之间连接有电阻R3，所述电阻R1的另一端、所述电容C1的另一端和所述电阻R2的另一端均接地。
在其中一个实施例中，所述二阶滤波电路包括运算放大器U2、电阻R4～R5和电容C5～C6，所述运算放大器U2的同相输入端分别与电阻R5的一端、电容C5的一端相连，所述电容C5的另一端接地；所述电阻R5的另一端分别与电阻R4的一端、电容C6的一端相连，所述电阻R4的另一端与所述仪表放大器U1的输出端相连；所述运算放大器U2的反相输入端分别与其输出端、所述电容C6的另一端相连。
在其中一个实施例中，滞环比较电路包括比较器U3、调节电位器VR1、电阻Ra、电阻Rf和电容C11，所述比较器U3的反相输入端通过电阻R7与所述调节电位器VR1的调节端相连，所述调节电位器VR1的一端与电源端相连；所述比较器U3的同相输入端分别与所述电阻Ra的一端、所述电阻Rf的一端相连，所述电阻Rf的另一端与所述比较器U3的输出端相连，所述电阻Ra的另一端分别与所述电容C11的一端、所述运算放大器U2的输出端相连，所述电容C11的另一端和所述调节电位器VR1的另一端均接地。
在其中一个实施例中，所述1/2分频电路采用二进制计数器芯片U4，所述二进制计数器芯片U4的CLK端与所述比较器U3的输出端相连。
在其中一个实施例中，所述锁相倍频电路包括锁相环芯片U5和二进制计数器芯片U6，所述二进制计数器U4的一输出端与所述锁相环芯片U5的PCAIN端相连，所述锁相环芯片U5的VCOOUT端与所述二进制计数器芯片U6的CLK端相连，所述二进制计数器芯片U6的一输出端与所述锁相环芯片U5的PCBIN端相连，所述锁相环芯片U5的VCOIN端通过电阻R9与其PC2OUT端相连,所述锁相环芯片U5的PC1OUT端与所述DSP控制芯片的CAP端相连。
在其中一个实施例中，所述仪表放大器U1采用型号为AD620AR的仪表放大器；所述运算放大器U2采用型号为LMC6084的运算放大器；所述比较器U3采用型号为LMV393M的比较器；所述二进制计数器芯片U4和所述二进制计数器芯片U6均采用型号为MC74HC4040AD的二进制计数器芯片；所述锁相环芯片U5采用型号为MC14046BF的锁相环芯片。
在其中一个实施例中，所述电压测量模块采用电压传感器。
第二方面，本发明提供了一种同步交流发电机转速测量方法，包括如下步骤：
实时采集待测同步交流发电机交流电压信号Uac，并将所述交流电压信号Uac转换为同频率的交流电流信号Is；
将所述交流电流信号Is转换为同频率的交流电压信号Us；
通过滤除噪音和高频干扰信号处理后，将所述交流电压信号Us转换为交流电压信号Uf；
通过整形处理后，将所述交流电压信号Uf转换为方波信号S；
通过1/2分频处理后，将所述方波信号S整形为方波信号SL；
将所述方波信号SL转换为2m倍所述方波信号SL频率的方波信号SH，并根据所述方波信号SH的频率以及倍频倍数m实时计算得到所述待测同步交流发电机转速。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明提供的同步交流发电机转速测量系统及方法，将电压测量模块100输出的交流电流信号Is进行信号调理产生方波信号SH，DSP控制芯片根据该方波信号SH的频率计算电机转速。由于DSP控制芯片定时器分辨率较高，使得本发明提供的测速范围宽，无论电机处于低速状态还是高速状态都可以保证测量效果和测量精度。
(2)本发明提供的同步交流发电机转速测量系统及方法，通过测量同步交流发电机交流电压频率实现电机转速测量，在电机控制电路的基础上增加部分功能电路即可实现，可减少器件使用数量，同时避免使用光电编码器或者齿轮盘等测速装置，既能降低测速成本，又可以解决电机轴向长度受限时同步交流发电机转速测量问题。
附图说明
图1是一实施例中同步交流发电机转速测量系统的模块示意图；
图2是一实施例中同步交流发电机转速测量系统的功能原理框图；
图3是一实施例中采样电路的电路原理示意图；
图4是一实施例中二阶滤波电路的电路原理示意图；
图5是一实施例中滞环比较电路的电路原理示意图；
图6是一实施例中1/2分频电路的电路原理示意图；
图7是一实施例中锁相倍频电路的电路原理示意图；
图8是一实施例中同步交流发电机转速测量方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
传统采用光电编码器或者齿轮盘对电机转速进行测量，在电机高速和低速状态下齿轮盘和光电编码器测速方式精度较差，同时电机安装光电编码器和齿轮盘测速成本较高，外置测速装置还会增加电机轴向长度。
基于此，本发明提供了一种同步交流发电机转速测量系统，该系统的工作原理是通过测量同步交流发电机交流电压频率f来测量同步交流发电机转速n。具体地，则是根据同步交流发电机极对数p和其交流电压信号频率f，由公式(1)可计算发电机转速n。
n＝60p/f (1)
请先参阅图1，图1是本发明一实施例提供的同步交流发电机转速测量系统的模块示意图，由图1可知，该系统包括电压测量模块100、信号调理模块200和控制模块300。
其中，电压测量模块100，与待测同步交流发电机输出绕组相连，用于实时测量待测同步交流发电机输出的交流电压信号Uac，并将交流电压信号Uac转换为同频率的交流电流信号Is，具体地说，是将交流高电压信号转换为同频率的交流低电流信号。
可以理解的是，由于同步交流发电机交流电压信号Uac远高于后端控制模块300容许输入的信号值范围，为便于后续控制模块300对信号进行采集，故需通过电压测量模块100将待测同步交流发电机输出的交流高电压信号转换为交流低电流信号。
信号调理模块200，用于将交流电流信号Is进行信号调理，生成频率为m倍交流电流信号Is频率的方波信号SH。具体地，信号调理模块200主要包括整形和频率调理，当然也可包括滤除噪声和干扰信号调理等，本实施例不作限制。
本实施例提供的信号调理模块只需满足能将电压测量模块100输出的交电流信号Is转换为方波信号SH，该方波信号SH的频率刚好在后端控制模块300能够捕获的特定测量频率范围内，即最佳测量频率范围内。
控制模块300，采用DSP控制芯片，用于接收方波信号SH，并根据方波信号SH的频率以及倍频倍数m实时计算得到待测同步交流发电机转速；其中，方波信号SH的频率在DSP控制芯片捕获的最佳测量频率范围内。
具体地，DSP控制芯片可根据方波信号SH的频率以及倍频倍数m可确定交流电压信号Uac的频率，由于交流电压信号Uac和方波信号SH是同频率的，而方波信号SH频率为m倍的交流电流信号Is频率，则方波信号SH的频率fH和交流电压信号Uac的频率f满足：f＝fH/m；然后再根据上述公式(1)即可计算得到该同步交流发电机的转速n，即n＝m60p/fH。
本实施例提供的控制模块300采用DSP控制芯片，主要是由于DSP控制芯片定时器分辨率高，无论在电机处于低速状态还是高速整体都可以保证其测量效果和测量精度。
本实施例提供的同步交流发电机转速测量系统，将电压测量模块100输出的交流电流信号Is进行信号调理产生方波信号SH，DSP控制芯片根据该方波信号SH的频率计算电机转速。由于DSP控制芯片定时器分辨率较高，使得本实施例提供的转速测量系统测速范围宽，无论电机处于低速状态还是高速状态都可以保证测量效果和测量精度。同时，通过测量同步交流发电机交流电压信号Uac频率实现电机转速测量，在电机控制电路的基础上增加部分功能电路即可实现，可减少器件使用数量，同时避免使用光电编码器或者齿轮盘等测速装置，既能降低测速成本，又可以解决电机轴向长度受限时同步交流发电机转速测量问题。
在一个具体的实施例中，可参阅图2，图2是本发明一实施例提供的同步交流发电机转速测量系统的功能原理框图，如图2所示，该系统包括电压传感器、采样电路、二阶滤波电路、滞环比较电路、1/2分频电路、锁相倍频电路和DSP控制芯片。其中，采样电路、二阶滤波电路、滞环比较电路、1/2分频电路、锁相倍频电路依次串联构成上述信号调理模块200。
电压传感器的测量端接同步交流发电机输出绕组，用于测量同步交流发电机交流电压信号Uac，电压传感器的输出端接信号调理模块200的输入端，即采样电路的输入端；DSP控制芯片的捕获(CAP)端接信号调理模块200的输出端，即锁相倍频电路的输出端。
其中，采样电路，用于将电压传感器输出的交流电流信号Is转换为同频率的交流电压信号Us；二阶滤波电路，用于将交流电压信号Us通过滤除噪音和高频干扰信号处理后输出交流电压信号Uf；滞环比较电路，用于将交流电压信号Uf整形为方波信号S；1/2分频电路，用于将方波信号S进行1/2分频，整形得到方波信号SL；锁相倍频电路，用于将方波信号SL转换为2m倍方波信号SL频率的方波信号SH。
图3是本发明一实施例提供的采样电路的电路原理图。本实施例提供的采样电路可采用由仪用放大电路构成，即该采样电路主要包括仪表放大器U1、电容C1～C2和电阻R1～R3，仪表放大器U1的同相输入端分别与电阻C1的一端、电阻R1的一端、电容C2的一端、电压传感器的输出端相连，仪表放大器U1的反相输入端分别与电阻R2的一端、电容C2的另一端相连，仪表放大器U2的两个增益调整端之间连接有电阻R3，电阻R1的另一端、电容C1的另一端和电阻R2的另一端均接地。
本实施例提供的采样电路的作用是：将电压传感器输出的交流低电流信号(交流电流信号Is)转换为同频率的交流低电压信号(交流电压信号Us)，便于后续A/D转换测量。具体地，本实施例提供的仪表放大器U1可采用型号为AD620AR的仪表放大器，AD620AR是一款低成本、高精度仪表放大器，具有高精度、低失调电压和低失调漂移的特性，通过设置外部电阻R3来调节增益，增益范围可为1至10,000。电压传感器输出的交流电流信号Is经电阻R1转化为交流电压信号Us，输入到AD620AR的差分输入引脚2和3(反相输入端和同相输入端)，通过设置电阻R3调节AD620AR增益输出交流电压信号Us。
图4是本发明一实施例中提供的二阶滤波电路的电路原理示意图，由图4可知，该二阶滤波电路主要包括运算放大器U2、电阻R4～R5和电容C5～C6，运算放大器U2的同相输入端分别与电阻R5的一端、电容C5的一端相连，电容C5的另一端接地；电阻R5的另一端分别与电阻R4的一端、电容C6的一端相连，电阻R4的另一端与仪表放大器U1的输出端相连；运算放大器U2的反相输入端分别与其输出端、电容C6的另一端相连。
本实施例提供的二阶滤波电路的作用是：将前级仪表放大器U1输出的交流电压信号Us进行滤波，通过选取适当的RC参数，设置合理的截止频率，得到滤除噪声和高频干扰信号后的交流电压信号Uf。
具体地，本实施例提供的运算放大器U2可采用型号为LMC6084的运算放大器，LMC6084是一款精密四通道低失调电压运算放大器。电阻R4、电阻R5、电容C5和电容C6与LMC6084一起构成Sallen-key结构的低通滤波器，滤波截止频率可通过选取合适的电阻和电容值来决定，该滤波截止频率的计算公式为
Figure BDA0003378368890000091
选取适当电阻R4和R5、电容C6与C5的值，设置合理的截止频率。
图5是本发明一实施例提供的滞环比较电路的电路原理示意图，由图5可知，该滞环比较电路主要包括比较器U3、调节电位器VR1、电阻Ra、电阻Rf和电容C11，比较器U3的反相输入端通过电阻R7与调节电位器VR1的调节端相连，调节电位器VR1的一端与电源端相连；比较器U3的同相输入端分别与电阻Ra的一端、电阻Rf的一端相连，电阻Rf的另一端与比较器U3的输出端相连，电阻Ra的另一端分别与电容C11的一端、运算放大器U2的输出端相连，电容C11的另一端和调节电位器VR1的另一端均接地。
本实施例提供的滞环比较电路的作用是：将前级二阶滤波电路输出的交流电压信号Uf整形为方波型号S，方便后续DSP控制芯片中的信号捕捉模块(CAP)测量频率。具体地，滞环比较电路中比较器U3的同相输入端和反相输入端阈值分别设置为VHL和VLH，VHL和VLH的计算见公式(2)和(3)，由滞环比较电路阈值VHL和VLH可以计算滞环比较电路的滞环宽度VD，VD计算见公式(4)，滞环比较电路的电源端VCC为+5V，滞环比较电路的参考电压由可调电阻器VR1分压提供，选择合适的电阻Ra和Rf，获得合适的滞环比较电路比较阈值和滞环宽度，保证滞环比较电路在同步交流发电机低转速状态和高转速状态下都能输出方波信号。
VHL＝[Vref*(Ra+Rf)-VCC*Ra]/Rf (2)
VHL＝Vref*(Ra+Rf)/Rf (3)
VD＝VLH-VHL＝(VCC*Ra)/Rf (4)
进一步地，本实施例提供的比较器U3可采用型号为LMV393M的比较器，当该比较器U3的同相输入端输入的电压高于其反向输入端输入的电压时，比较器U3将输出高电平；反之则输出低电平。通过调节电位器VR1的值，可以是指合适的比较电压阈值，电阻Ra和电容C11构成输入交流电压信号Uf的一阶低通滤波电路。
图6是本发明一实施例提供的1/2分频电路的电路原理示意图，由图6所示，该1/2分频电路主要包括二进制计数器芯片U4，二进制计数器芯片U4的CLK端与比较器U3的输出端相连。
本实施例提供的1/2分频电路的作用是：将前级滞环比较电路得到的方波信号S进行1/2分频，整形为占空比为50％的方波信号SL。采用1/2分频电路可以防止滞环比较电路输出的方波信号S直接倍频后脉冲过窄容易导致测量的误差。具体地，本实施例提供的二进制计数器芯片U4可采用MC74HC4040AD，MC74HC4040AD是12bit二进制计数器芯片，其作用是将前级滞环比较电路得到的方波信号进行1/2分频，并进一步整形为占空比为50％的方波信号，方便后续DSP芯片信号捕捉模块(CAP)测量电压频率。
需要说明的是，由于1/2分频电路输出的方波信号SL频率较低，直接送到DSP控制芯片的捕获(CAP)引脚进行测量容易导致测量误差较大，增加锁相倍频电路可以将较低频率的方波信号SL进行倍频输出，较高频率的方波信号SH送到DSP控制芯片的捕获(CAP)引脚，保证测量效果和测量精度。
图7是本发明一实施例提供的锁相倍频电路的电路原理示意图，由图7可知，该锁相倍频电路主要包括锁相环芯片U5和二进制计数器芯片U6。具体地，该二进制计数器芯片U6可采用型号为MC74HC4040AD的二进制计数器芯片，锁相环芯片U5可采用型号为MC14046BF的锁相环芯片。
本实施例提供的锁相倍频电路的作用是：前级1/2分频电路的输出作为锁相倍频电路的输入信号进入锁相环芯片MC14046BF的PCAIN端，其VCOOUT端是MC14046BF内部压控振荡器的输出端，其输出信号输入MC74HC4040AD的CLK端进行倍频后返回MC14046BF的PCBIN端比较信号输入端，由MC14046BF内部鉴相器对两个信号进行相位比较后，再经过低通滤波进入MC14046BF的VCOIN端内部压控振荡器。通过不断的调节，使输入信号与比较信号的频差为零，最终将前级1/2分频电路输入的方波信号SL频率调整到DSP控制芯片中信号捕捉模块的最佳频率测量范围，方便后续DSP控制芯片中信号捕捉模块测量电压频率。
图8是本发明一实施例提供的同步交流发电机转速测量方法的流程示意图，由图8可知，本实施例提供的方法包括步骤S10～S60，详述如下：
S10，实时采集待测同步交流发电机交流电压信号Uac，并将交流电压信号Uac转换为同频率的交流电流信号Is。
S20，将交流电流信号Is转换为同频率的交流电压信号Us。
S30，通过滤除噪音和高频干扰信号处理后，将交流电压信号Us转换为交流电压信号Uf。
S40，通过整形处理后，将交流电压信号Uf转换为方波信号S。
S50，通过1/2分频处理后，将方波信号S整形为方波信号SL。
S60，将方波信号SL转换为2m倍方波信号SL频率的方波信号SH，并根据方波信号SH的频率以及倍频倍数m实时计算得到待测同步交流发电机转速。
需要说明的是，本实施例提供的方法中各步骤实现方式可参见前述系统实施例中的详细介绍，本实施例不再赘述。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明提供的同步交流发电机转速测量系统及方法，将电压测量模块100输出的交流电流信号Is进行信号调理产生方波信号SH，DSP控制芯片根据该方波信号SH的频率计算电机转速。由于DSP控制芯片定时器分辨率较高，使得本发明提供的测速范围宽，无论电机处于低速状态还是高速状态都可以保证测量效果和测量精度。
(2)本发明提供的同步交流发电机转速测量系统及方法，通过测量同步交流发电机交流电压频率实现电机转速测量，在电机控制电路的基础上增加部分功能电路即可实现，可减少器件使用数量，同时避免使用光电编码器或者齿轮盘等测速装置，既能降低测速成本，又可以解决电机轴向长度受限时同步交流发电机转速测量问题。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种同步交流发电机转速测量系统，其特征在于，包括：
电压测量模块，与待测同步交流发电机输出绕组相连，用于实时测量所述待测同步交流发电机输出的交流电压信号Uac，并将所述交流电压信号Uac转换为同频率的交流电流信号Is；
信号调理模块，用于将所述交流电流信号Is进行信号调理，生成频率为m倍所述交流电流信号Is频率的方波信号SH；
控制模块，采用DSP控制芯片，用于接收所述方波信号SH，并根据所述方波信号SH的频率以及倍频倍数m实时计算得到所述待测同步交流发电机转速；其中，所述方波信号SH的频率在所述DSP控制芯片捕获的特定测量频率范围内。
2.根据权利要求1所述的同步交流发电机转速测量系统，其特征在于，所述信号调理模块包括采样电路、二阶滤波电路、滞环比较电路、1/2分频电路和锁相倍频电路，其中，
所述采样电路，用于将所述交流电流信号Is转换为同频率的交流电压信号Us；
所述二阶滤波电路，用于将所述交流电压信号Us通过滤除噪音和高频干扰信号处理后输出交流电压信号Uf；
所述滞环比较电路，用于将所述交流电压信号Uf整形为方波信号S；
所述1/2分频电路，用于将所述方波信号S进行1/2分频，整形得到方波信号SL；
所述锁相倍频电路，用于将所述方波信号SL转换为2m倍所述方波信号SL频率的方波信号SH。
3.根据权利要求2所述的同步交流发电机转速测量系统，其特征在于，所述采样电路包括仪表放大器U1、电容C1～C2和电阻R1～R3，所述仪表放大器U1的同相输入端分别与电阻C1的一端、电阻R1的一端、电容C2的一端、所述电压传感器的输出端相连，所述仪表放大器U1的反相输入端分别与电阻R2的一端、电容C2的另一端相连，所述仪表放大器U2的两个增益调整端之间连接有电阻R3，所述电阻R1的另一端、所述电容C1的另一端和所述电阻R2的另一端均接地。
4.根据权利要求3所述的同步交流发电机转速测量系统，其特征在于，所述二阶滤波电路包括运算放大器U2、电阻R4～R5和电容C5～C6，所述运算放大器U2的同相输入端分别与电阻R5的一端、电容C5的一端相连，所述电容C5的另一端接地；所述电阻R5的另一端分别与电阻R4的一端、电容C6的一端相连，所述电阻R4的另一端与所述仪表放大器U1的输出端相连；所述运算放大器U2的反相输入端分别与其输出端、所述电容C6的另一端相连。
5.根据权利要求4所述的同步交流发电机转速测量系统，其特征在于，滞环比较电路包括比较器U3、调节电位器VR1、电阻Ra、电阻Rf和电容C11，所述比较器U3的反相输入端通过电阻R7与所述调节电位器VR1的调节端相连，所述调节电位器VR1的一端与电源端相连；所述比较器U3的同相输入端分别与所述电阻Ra的一端、所述电阻Rf的一端相连，所述电阻Rf的另一端与所述比较器U3的输出端相连，所述电阻Ra的另一端分别与所述电容C11的一端、所述运算放大器U2的输出端相连，所述电容C11的另一端和所述调节电位器VR1的另一端均接地。
6.根据权利要求5所述的同步交流发电机转速测量系统，其特征在于，所述1/2分频电路采用二进制计数器芯片U4，所述二进制计数器芯片U4的CLK端与所述比较器U3的输出端相连。
7.根据权利要求6所述的同步交流发电机转速测量系统，其特征在于，所述锁相倍频电路包括锁相环芯片U5和二进制计数器芯片U6，所述二进制计数器U4的一输出端与所述锁相环芯片U5的PCAIN端相连，所述锁相环芯片U5的VCOOUT端与所述二进制计数器芯片U6的CLK端相连，所述二进制计数器芯片U6的一输出端与所述锁相环芯片U5的PCBIN端相连，所述锁相环芯片U5的VCOIN端通过电阻R9与其PC2OUT端相连,所述锁相环芯片U5的PC1OUT端与所述DSP控制芯片的CAP端相连。
8.根据权利要求7所述的同步交流发电机转速测量系统，其特征在于，所述仪表放大器U1采用型号为AD620AR的仪表放大器；所述运算放大器U2采用型号为LMC6084的运算放大器；所述比较器U3采用型号为LMV393M的比较器；所述二进制计数器芯片U4和所述二进制计数器芯片U6均采用型号为MC74HC4040AD的二进制计数器芯片；所述锁相环芯片U5采用型号为MC14046BF的锁相环芯片。
9.根据权利要求1或8所述的同步交流发电机转速测量系统，其特征在于，所述电压测量模块采用电压传感器。
10.一种同步交流发电机转速测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
实时采集待测同步交流发电机交流电压信号Uac，并将所述交流电压信号Uac转换为同频率的交流电流信号Is；
将所述交流电流信号Is转换为同频率的交流电压信号Us；
通过滤除噪音和高频干扰信号处理后，将所述交流电压信号Us转换为交流电压信号Uf；
通过整形处理后，将所述交流电压信号Uf转换为方波信号S；
通过1/2分频处理后，将所述方波信号S整形为方波信号SL；
将所述方波信号SL转换为2m倍所述方波信号SL频率的方波信号SH，并根据所述方波信号SH的频率以及倍频倍数m实时计算得到所述待测同步交流发电机转速。
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