CN115219737A - 一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置及方法 - Google Patents

一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置及方法，通过设置功率放大模块将单相函数发生器输出的信号进行放大滤波；通过设置保护电路进行过流过压保护；通过设置采集反馈单元采集单相函数发生器的频率值，反馈至中央控制单元比较目前的逆变频率与采集得到的频率，根据实际情况调节输出的PWM控制信号，驱动电路接收PWM控制信号控制逆变电路的逆变器件的开关速度，同时中央控制电路控制电路信号的持续时间，以达到频率调节的加速度可变的作用，经过放大模块输出的电压再经整流电路交‑直变换，滤波电路滤去谐波、噪声等，最后通过逆变单元直‑交转换，得到三相输出的电压作为转速百分表的输入，极大扩展了转速百分表校准范围。

Description

一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置及方法
技术领域
本发明涉及转速计量技术领域，具体地说，涉及一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置及方法。
背景技术
转速百分表是磁转速表的指示器，主要由同步电动机、涡流电磁转换器、指示部分组成，用于发动机性能监测，检测运行中发动机的功率、推力等性能指标，是用于飞机飞行及地面检测维护的重要航空仪表。发动机运行时应产生幅值大于16V的三相变频频率信号，其频率与发动机曲轴或涡轮轴转速成正比，并且它在负载运行时大约是4000转/分钟的速率，其最大的特性在于发动机运行时有一个加速过程，这时其频率信号不会跃变。
目前转速百分表校准采用的方法是逐步调高信号源的频率，以达到拖动转速百分表内同步电机的转子转动的目的，由于是手动调节，存在耗时较长，不精确等问题，而且转速百分表在使用中是瞬间测量发动机的转速值。且现有的单相函数发生器，不经过移相，基本无法对转速百分表进行校准。本专利提出一种以单相函数发生器作为源的转速百分表校准装置，模拟转速百分表实际工作状态进行校准。
现有技术方案采用单项函数发生器，利用电容移相电路，实现三相电的输出，如图1所示的接线方式，缓慢均匀地调节信号发生器频率，拖动转子转动，实现转速百分表的校准。
现有技术的缺点：
第一，仅利用无极性电容移相，只能产生90°的相位，产生的三相电相位差只能为90°、90°、180°，与转速百分表实际工作状态的120°、120°、120°不一致，并且相位不相等，引起三相的不平衡，导致电能损耗变高，电机效率降低，不能覆盖80%~100%的范围要求。
第二，一般的函数发生器幅值为5V至10V，无法达到同步电机的额定电压，即使采用幅值放大电路，也同样会因功率不能达到100%及以上要求。
第三，手动调节，存在耗时较长，不精确等问题。
发明内容
本发明针对单相函数发生器使用时产生的输出功率不足、移相后的三相不对称、手动调节不精确等问题，提出一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置及方法，以单相函数发生器为源，通过设置功率放大模块对单相函数发生器的输出信号进行滤波、放大，通过设置采集反馈单元实时采集单相函数发生器的输出频率，通过设置中央控制单元比较目前的逆变频率与采集得到的频率，再根据实际情况调节输出的PWM控制信号；通过设置驱动电路接收PWM控制信号并控制逆变单元的逆变器件的开关速度，达到控制逆变后交流电频率的作用，得到三相输出的电压，作为转速百分表的输入。
本发明具体实现内容如下：
本发明提出一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置，包括功率放大模块、可调式匀速变频模块、交互模块；
所述可调式变频模块包括依次链路连接的采集反馈单元、中央控制单元、驱动单元、逆变单元；
所述功率放大模块的输入端与单相函数发生器连接，输出端与逆变单元的输入端连接；
所述采集反馈单元的输入端与单相函数发生器的输出端连接；所述逆变单元的输出端与转速百分表的输入端连接；
所述交互模块搭接在中央控制单元的输出端上。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述中央控制单元包括MCU单元、晶振单元；
所述MCU单元设置有CLK接口、PB接口、PA接口、PD接口；
所述PB接口与采集反馈电路的输出端连接接收反馈信号；
所述PA接口与交互模块的输出端连接接收设定信号；
所述CLK接口与晶振单元的输出端连接接收时钟信号；
所述PD接口与驱动电路的输入端连接输出PWM控制信号。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述驱动单元包括第一隔离式栅极驱动单元、第二隔离式栅极驱动单元、第三隔离式栅极驱动单元；
所述第一隔离式栅极驱动单元、第二隔离式栅极驱动单元、第三隔离式栅极驱动单元均包括LIN接口、HIN接口、VCC接口、COM接口、VB接口、VS接口、HO接口、LO接口；
所述LIN接口和HIN接口与MCU单元的PD接口连接；
所述VCC接口和VB接口与电源连接；所述COM接口接地；
所述VS接口与逆变单元的输入端连接输出高端浮偏电源参考电压信号；
所述HO接口与逆变单元的输入端连接输出高端驱动输出电压信号；
所述LO接口与逆变单元的输入端连接输出低端驱动输出电压信号。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述逆变单元包括第一转换单元、第二转换单元、第三转换单元；
所述第一转换单元的输入端与逆变单元的输入端连接接收直流电压信号、与第一隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第一低端驱动输出电压信号、与第一隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第一高端驱动输出电压信号，输出端与第一隔离式栅极驱动单元的VS接口连接接收第一高端浮偏电源参考电压信号并输出X相电压信号；
所述第二转换单元的输入端与逆变单元的输入端连接接收直流电压信号、与第二隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第二低端驱动输出电压信号、与第二隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第二高端驱动输出电压信号，输出端与第二隔离式栅极驱动单元的VS接口连接接收第二高端浮偏电源参考电压信号并输出Y相电压信号；
所述第三转换单元的输入端与逆变单元的输入端连接接收直流电压信号、与第三隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第三低端驱动输出电压信号、与第三隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第三高端驱动输出电压信号，输出端与第三隔离式栅极驱动单元的VS接口连接接收第三高端浮偏电源参考电压信号并输出Z相电压信号。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述第一转换单元包括包括带阻尼二极管NPN三极管Q1、带阻尼二极管NPN三极管Q2；
所述第二转换单元包括带阻尼二极管NPN三极管Q3、带阻尼二极管NPN三极管Q4；
所述第三转换单元包括带阻尼二极管NPN三极管Q5、带阻尼二极管NPN三极管Q6；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q1的基极与第一隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第一高端驱动输出电压信号，集电极与逆变单元的正输入端连接，发射极与带阻尼二极管NPN三极管Q2的集电极连接；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q2的基极与第一隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第一低端驱动输出电压信号，发射极与逆变单元的负输入端连接；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q3的基极与第二隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第二高端驱动输出电压信号，集电极与逆变单元的正输入端连接，发射极与带阻尼二极管NPN三极管Q4的集电极连接；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q4的基极与第二隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第二低端驱动输出电压信号，发射极与逆变单元的负输入端连接；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q5的基极与第三隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第三高端驱动输出电压信号，集电极与逆变单元的正输入端连接，发射极与带阻尼二极管NPN三极管Q6的集电极连接；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q6的基极与第三隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第三低端驱动输出电压信号，发射极与逆变单元的负输入端连接；
所述第一转换电路的输出端设置在带阻尼二极管NPN三极管Q1的发射极和带阻尼二极管NPN三极管Q2的集电极之间，与第一驱动单元的VS接口连接接收第一高端浮偏电源参考电压信号，与转速百分表的第一输入端连接输出X相电压信号；
所述第二转换电路的输出端设置在带阻尼二极管NPN三极管Q3的发射极和带阻尼二极管NPN三极管Q4的集电极之间，与第二驱动单元的VS接口连接接收第二高端浮偏电源参考电压信号，与转速百分表的第二输入端连接输出Y相电压信号；
所述第三转换电路的输出端设置在带阻尼二极管NPN三极管Q5的发射极和带阻尼二极管NPN三极管Q6的集电极之间，与第三驱动单元的VS接口连接接收第三高端浮偏电源参考电压信号，与转速百分表的第三输入端连接输出Z相电压信号。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述可调式匀速变频模块还包括依次连接的整流单元、滤波单元；
所述整流单元的输入端与功率放大模块的输出端连接；
所述滤波电路的输出端与逆变单元的输入端连接。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述可调式匀速变频模块还包括保护电路单元；
所述保护电路单元分别与整流电路、滤波电路、逆变单元连接。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述功率放大模块包括依次连接的功率放大单元和滤波单元；
所述功率放大单元的输入端与单相函数发生器的输出端连接；
所述滤波电路的输出端与整流单元的输入端连接。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述第一隔离式栅极驱动单元、第二隔离式栅极驱动单元、第三隔离式栅极驱动单元为IR2304隔离式栅极驱动器。
基于上述提出的一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置，为了更好地实现本发明，进一步地，提出一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准方法，包括以下操作：
操作1：采集反馈单元接收单向函数器输出频率反馈至中央控制单元，中央控制单元将采集到的输出频率与此时逆变单元输出的三相电频率对比，得到增大或减小输出频率的结论，调节输出的PWM控制信号至驱动电路，通过驱动电路控制逆变单元，直到逆变单元输出的三相电频率与单相函数器设定的输出频率一致，完成转速百分表的自启动；
操作2：采集反馈电路实时采集单相函数发生器的输出频率反馈至中央控制单元，中央控制单元将采集到的输出频率通过驱动电路控制逆变单元，不改变转速百分表的加速度，将单相函数发生器的频率增大或减小，完成校准点值的增大或减小；
操作3：将单相函数发生器的频率设定为校准点值为0%时对应的频率，采集反馈单元采集单相函数发生器的频率给中央控制单元，中央控制单元控制调速后，转速百分表显示1%且稳定无波动时，再关闭或者切断单相函数发生器输出，转速百分表的同步电机摩擦缓慢停机；
操作4：在转速百分表同步电机匀速转动已稳定，即转速百分表显示值稳定无波动时，在校准装置上设定新的加速度值，校准装置显示设定成功后，其它变速操作都以新设定的加速度值为准。
本发明具有以下有益效果：
（1）本发明以单相函数发生器为源，通过放大功率，增加相数，变频匀速数调、变频加速度数调技术，实现被检转速百分表内同步电机自启动及转速均匀增减功能，从而模拟发动机转速信号输出实际状态，极大扩展转速百分表校准范围；
（2）单相函数发生器输出的幅值低功率小，带载能力弱，本发明通过设置具有功率放大功能的校准装置，实现幅值高功率大，提高带载能力；
（3）本发明以单相函数发生器为源并把单相增加至三相，实现模拟发动机转速信号实际输出的三相状态；
（4）本发明在变频环节，将线性匀速变频过程的时域划分为若干区域，区域间进行频率的小跃变，逐帧变化，整体时域上呈现均匀变化，等比拉长时域与每帧时间，并通过数调技术实现匀速变频及其加速度可调功能。
附图说明
图1为现有技术中函数发生器与转速百分表连接示意图；
图2为单相函数发生器通过本发明的校准装置与转速百分表连接示意图；
图3为功率放大模块示意图；
图4为可调式匀速变频模块示意图；
图5为中央控制单元示意图；
图6为驱动单元示意图；
图7为逆变单元示意图；
图8为交互模块示意图；
图9是为匀速变频过程示意图；
图10为变频原理示意图；
图11为以单相函数发生器作源的转速百分表校准装置整体示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
本实施例提出一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置，包括功率放大模块、可调式匀速变频模块、交互模块；
所述可调式变频模块包括依次链路连接的采集反馈单元、中央控制单元、驱动单元、逆变单元；
所述功率放大模块的输入端与单相函数发生器连接，输出端与逆变单元的输入端连接；
所述采集反馈单元的输入端与单相函数发生器的输出端连接；所述逆变单元的输出端与转速百分表的输入端连接；
所述交互模块搭接在中央控制单元的输出端上。
工作原理：本实施例以单相函数为源，通过设置功率放大模块对单相函数发生器的输出信号进行滤波、放大，通过设置采集反馈单元实时采集单相函数发生器的输出频率，通过设置中央控制单元比较目前的逆变频率与采集得到的频率，再根据实际情况调节输出的PWM控制信号；通过设置驱动电路接收PWM控制信号并控制逆变单元的逆变器件的开关速度，达到控制逆变后交流电频率的作用，得到三相输出的电压，作为转速百分表的输入。
实施例2：
本实施例在上述实施例1的基础上，如图5所示，所述中央控制单元包括MCU单元、晶振单元；
所述MCU单元设置有CLK接口、PB接口、PA接口、PD接口；
所述PB接口与采集反馈电路的输出端连接接收反馈信号；
所述PA接口与交互模块的输出端连接接收设定信号；
所述CLK接口与晶振单元的输出端连接接收时钟信号；
所述PD接口与驱动电路的输入端连接输出PWM控制信号。
工作原理：中央控制单元MCU，比较目前的逆变频率与采集得到的频率，再根据实际情况调节输出的PWM控制信号，PWM控制信号给到驱动电路。
本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例在上述实施例1或2的基础上，如图6所示，所述驱动单元包括第一隔离式栅极驱动单元、第二隔离式栅极驱动单元、第三隔离式栅极驱动单元；
所述第一隔离式栅极驱动单元、第二隔离式栅极驱动单元、第三隔离式栅极驱动单元均包括LIN接口、HIN接口、VCC接口、COM接口、VB接口、VS接口、HO接口、LO接口；
所述LIN接口和HIN接口与MCU单元的PD接口连接；
所述VCC接口和VB接口与电源连接；所述COM接口接地；
所述VS接口与逆变单元的输入端连接输出高端浮偏电源参考电压信号；
所述HO接口与逆变单元的输入端连接输出高端驱动输出电压信号；
所述LO接口与逆变单元的输入端连接输出低端驱动输出电压信号。
工作原理：驱动单元控制逆变单元的逆变器件的开关速度，达到控制逆变后交流电频率的作用，同时控制中央控制单元内控制电路信号的持续时间，以达到频率调节的加速度可变的作用。
本实施例的其他部分与上述实施例1-2任一项相同，故不再赘述。
实施例4：
本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上，如图7所示，逆变单元包括第一转换单元、第二转换单元、第三转换单元；
所述第一转换单元的输入端与逆变单元的输入端连接接收直流电压信号、与第一隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第一低端驱动输出电压信号、与第一隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第一高端驱动输出电压信号，输出端与第一隔离式栅极驱动单元的VS接口连接接收第一高端浮偏电源参考电压信号并输出X相电压信号；
所述第二转换单元的输入端与逆变单元的输入端连接接收直流电压信号、与第二隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第二低端驱动输出电压信号、与第二隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第二高端驱动输出电压信号，输出端与第二隔离式栅极驱动单元的VS接口连接接收第二高端浮偏电源参考电压信号并输出Y相电压信号；
所述第三转换单元的输入端与逆变单元的输入端连接接收直流电压信号、与第三隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第三低端驱动输出电压信号、与第三隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第三高端驱动输出电压信号，输出端与第三隔离式栅极驱动单元的VS接口连接接收第三高端浮偏电源参考电压信号并输出Z相电压信号。
所述第一转换单元包括包括带阻尼二极管NPN三极管Q1、带阻尼二极管NPN三极管Q2；
所述第二转换单元包括带阻尼二极管NPN三极管Q3、带阻尼二极管NPN三极管Q4；
所述第三转换单元包括带阻尼二极管NPN三极管Q5、带阻尼二极管NPN三极管Q6；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q1的基极与第一隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第一高端驱动输出电压信号，集电极与逆变单元的正输入端连接，发射极与带阻尼二极管NPN三极管Q2的集电极连接；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q2的基极与第一隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第一低端驱动输出电压信号，发射极与逆变单元的负输入端连接；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q3的基极与第二隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第二高端驱动输出电压信号，集电极与逆变单元的正输入端连接，发射极与带阻尼二极管NPN三极管Q4的集电极连接；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q4的基极与第二隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第二低端驱动输出电压信号，发射极与逆变单元的负输入端连接；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q5的基极与第三隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第三高端驱动输出电压信号，集电极与逆变单元的正输入端连接，发射极与带阻尼二极管NPN三极管Q6的集电极连接；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q6的基极与第三隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第三低端驱动输出电压信号，发射极与逆变单元的负输入端连接；
所述第一转换电路的输出端设置在带阻尼二极管NPN三极管Q1的发射极和带阻尼二极管NPN三极管Q2的集电极之间，与第一驱动单元的VS接口连接接收第一高端浮偏电源参考电压信号，与转速百分表的第一输入端连接输出X相电压信号；
所述第二转换电路的输出端设置在带阻尼二极管NPN三极管Q3的发射极和带阻尼二极管NPN三极管Q4的集电极之间，与第二驱动单元的VS接口连接接收第二高端浮偏电源参考电压信号，与转速百分表的第二输入端连接输出Y相电压信号；
所述第三转换电路的输出端设置在带阻尼二极管NPN三极管Q5的发射极和带阻尼二极管NPN三极管Q6的集电极之间，与第三驱动单元的VS接口连接接收第三高端浮偏电源参考电压信号，与转速百分表的第三输入端连接输出Z相电压信号。
工作原理：逆变单元通过设置多个转换单元，将直流洗脑转换为交流信号，并且通过设置将转换单元设置为并联的三组单元，将接收的三组驱动电路信号转换为最终的三相电压信号输出。
本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。
实施例5：
本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上，如图4所示，可调式匀速变频模块还包括依次连接的整流单元、滤波单元；
所述整流单元的输入端与功率放大模块的输出端连接；
所述滤波电路的输出端与逆变单元的输入端连接。
所述功率放大模块包括依次连接的功率放大单元和滤波单元；
所述功率放大单元的输入端与单相函数发生器的输出端连接；
所述滤波电路的输出端与整流单元的输入端连接。
工作原理：通过设置整流单元合并滤波单元将放大模块输出的的电压经整流电路交-直变换，滤波电路滤去谐波、噪声等，最后通过逆变电路直-交转换，最终得到三相输出的电压，作为转速百分表的输入。通过设置放大滤波模块输入端为单相函数发生器的输出，输出端为滤去谐波、噪声的放大电压，具备良好的带载能力。
本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。
实施例6：
本实施例在上述实施例1-5任一项的基础上，如图4所示，可调式匀速变频模块还包括保护电路单元；
所述保护电路单元分别与整流电路、滤波电路、逆变单元连接。
工作原理：通过设置保护电路实时监测电流定压，对校准装置进行过流过压保护，提高了校准装置的安全性和稳定性。
本实施例的其他部分与上述实施例1-5任一项相同，故不再赘述。
实施例7：
本实施例在上述实施例1-6任一项的基础上，提出一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准方法，包括以下操作：
操作1：采集反馈单元接收单向函数器输出频率反馈至中央控制单元，中央控制单元将采集到的输出频率与此时逆变单元输出的三相电频率对比，得到增大或减小输出频率的结论，调节输出的PWM控制信号至驱动电路，通过驱动电路控制逆变单元，直到逆变单元输出的三相电频率与单相函数器设定的输出频率一致，完成转速百分表的自启动；
操作2：采集反馈电路实时采集单相函数发生器的输出频率反馈至中央控制单元，中央控制单元将采集到的输出频率通过驱动电路控制逆变单元，不改变转速百分表的加速度，将单相函数发生器的频率增大或减小，完成校准点值的增大或减小；
操作3：将单相函数发生器的频率设定为校准点值为0%时对应的频率，采集反馈单元采集单相函数发生器的频率给中央控制单元，中央控制单元控制调速后，转速百分表显示1%且稳定无波动时，再关闭或者切断单相函数发生器输出，转速百分表的同步电机摩擦缓慢停机；
操作4：在转速百分表同步电机匀速转动已稳定，即转速百分表显示值稳定无波动时，在校准装置上设定新的加速度值，校准装置显示设定成功后，其它变速操作都以新设定的加速度值为准。
工作原理：针对使用常见的单相函数发生器的情况，并且针对其输出功率不足、移相后的三相不对称、手动调节不精确等问题，设计发明转速百分表校准装置，将单相函数发生器通过该校准装置与转速百分表连接，如图2所示，该校准装置能起到功率放大、增相如单相增加至三相以及匀速变频，实现变频加速度可调，使得转速百分表内同步电机自动启动及转速均匀增减，该装置能够利用单相信号源输出转速百分表测量所需转速对应频率的标准信号，模拟发动机转速信号输出实际状态，用于转速百分表的校准。
该装置应对以下情形设计。
情况一：从0%开始的启动
转速百分表示值100%转速对应70 Hz标准频率，20%校准点时，标准频率输入值为14 Hz，设定函数发生器输出为14 Hz，幅值为5 V的正弦波，校准装置设定加速度为默认值，设定屏幕与按键并未在图中画出，默认值设定，初始默认为60 r/s2，采集反馈电路通过RS232/光纤等通讯总线采集函数发生器设定值14 Hz，反馈至中央控制电路，中央控制电路比较14 Hz与现在逆变电路输出的三相电频率为0Hz，得出需要增大输出频率的结论，调节对应输出的PWM控制信号，令驱动电路控制逆变电路的逆变器件，增加开关速度，直到三相电频率输出为14 Hz与函数发生器设定一致，转速百分表内的同步电机完成自启动。
情况二：校准点值的增大或减小
20%校准点变成40%校准点，相当于增加同步电机的转速或调速，若不需要改变加速度，则只需将函数发生器的14 Hz改为28 Hz，同样采集反馈电路通过RS232/光纤等通讯总线实时采集，内部调速原理同情况一，反之亦然；超过80%以上的其它校准点可以通过设置对应的频率，100%对应70 Hz获得，达到扩展校准范围的效果。
情况三：同步电机的停机
想要停机时，将函数发生器的频率设定为0.7 Hz，中央控制电路控制调速后，转速百分表显示1%，且稳定无波动时，再关闭或者切断函数发生器输出，让转速百分表的同步电机靠摩擦缓慢停机。
情况四：改变转速百分表同步电机的加速度
在转速百分表同步电机匀速转动，已稳定，即转速百分表显示值稳定，无波动，在校准装置上设定新的加速度值，校准装置显示设定成功后，此后其它变速操作都以新设定的加速度值为准。
以单相函数发生器作源的转速百分表校准装置由功率放大模块、可调式匀速变频模块、交互模块三大模块组成，整体供电模块不做讨论。
功率放大模块主要由功率放大电路，滤波电路组成，如图3，输入端为单相函数发生器的输出，输出端为滤去谐波、噪声的放大电压，并具备良好的带载能力。
可调式匀速变频模块由整流电路、滤波电路、驱动电路、逆变电路、RS232/光纤等通讯总线、采集反馈电路、保护电路、中央控制电路等部分组成，如图4所示，保护电路的作用是监测电流电压、过流过压保护；RS232/光纤等通讯总线采集函数发生器的频率值，经采集反馈电路反馈至中央控制电路，中央控制电路如图5，采用微控制单元MCU，比较目前的逆变频率与采集得到的频率，再根据实际情况调节输出的PWM控制信号，PWM控制信号给到驱动电路，驱动电路如图6，控制逆变电路的逆变器件的开关速度，达到控制逆变后交流电频率的作用，同时中央控制电路内控制电路信号的持续时间，以达到频率调节的加速度可变的作用。经过放大模块输出的电压再经整流电路交-直变换，滤波电路滤去谐波、噪声等，最后通过逆变电路直-交转换，逆变电路如图7，得到三相输出的电压，作为转速百分表的输入。
交互模块主要由显示/输入电路，显示屏，输入按键等组成，是使用者与校准装置互通信息的模块，使用者通过显示屏了解装置的参数状态，通过输入按键向中央控制电路提供参数需求，如图8。
匀速变频过程如图9，转速（n）与频率（f）之间关系为n=60f/p，p为极对数，以1极对数为例，则n为f的60倍，图中的变频加速度为1Hz/s，转动的加速度为60r/s2，是频率均匀变化的过程，称匀速变频过程。
中央控制电路部分，将该过程的时域划分为若干区域，区域间进行频率的小跃变，如图10，在图9的基础上，0至60Hz需要在60s内完成，即变频加速度为1Hz/s，转动加速度为60r/s2，每次跃变为0.1Hz，需将每一秒划分为10个区域，称为帧，则每帧频率跳变为0.1Hz，该计算过程在MCU中完成，MCU发出的指令——跃变值=0.1，帧数=10，调节PWM口的输出信号。若使用者通过交互模块的输入按键，将转动加速度设为30r/s2，则中央控制电路中计算得，帧数=5，调节PWM口的输出信号，PWM输出信号控制驱动电路动作，实现转动加速度的可调。
本实施例的其他部分与上述实施例1-6任一项相同，故不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置，其特征在于，包括功率放大模块、可调式匀速变频模块、交互模块；
所述可调式变频模块包括依次链路连接的采集反馈单元、中央控制单元、驱动单元、逆变单元；
所述功率放大模块的输入端与单相函数发生器连接，输出端与逆变单元的输入端连接；
所述采集反馈单元的输入端与单相函数发生器的输出端连接；所述逆变单元的输出端与转速百分表的输入端连接；
所述交互模块搭接在中央控制单元的输出端上。
2.如权利要求1所述的一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置，其特征在于，所述中央控制单元包括MCU单元、晶振单元；
所述MCU单元设置有CLK接口、PB接口、PA接口、PD接口；
所述PB接口与采集反馈单元的输出端连接接收反馈信号；
所述PA接口与交互模块的输出端连接接收设定信号；
所述CLK接口与晶振单元的输出端连接接收时钟信号；
所述PD接口与驱动单元的输入端连接输出PWM控制信号。
3.如权利要求2所述的一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置，其特征在于，所述驱动单元包括第一隔离式栅极驱动单元、第二隔离式栅极驱动单元、第三隔离式栅极驱动单元；
所述第一隔离式栅极驱动单元、第二隔离式栅极驱动单元、第三隔离式栅极驱动单元均包括LIN接口、HIN接口、VCC接口、COM接口、VB接口、VS接口、HO接口、LO接口；
所述LIN接口和HIN接口与MCU单元的PD接口连接；
所述VCC接口和VB接口与电源连接；所述COM接口接地；
所述VS接口与逆变单元的输入端连接输出高端浮偏电源参考电压信号；
所述HO接口与逆变单元的输入端连接输出高端驱动输出电压信号；
所述LO接口与逆变单元的输入端连接输出低端驱动输出电压信号。
4.如权利要求3所述的一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置，其特征在于，所述逆变单元包括第一转换单元、第二转换单元、第三转换单元；
所述第一转换单元的输入端与逆变单元的输入端连接接收直流电压信号、与第一隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第一低端驱动输出电压信号、与第一隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第一高端驱动输出电压信号，输出端与第一隔离式栅极驱动单元的VS接口连接接收第一高端浮偏电源参考电压信号并输出X相电压信号；
所述第二转换单元的输入端与逆变单元的输入端连接接收直流电压信号、与第二隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第二低端驱动输出电压信号、与第二隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第二高端驱动输出电压信号，输出端与第二隔离式栅极驱动单元的VS接口连接接收第二高端浮偏电源参考电压信号并输出Y相电压信号；
所述第三转换单元的输入端与逆变单元的输入端连接接收直流电压信号、与第三隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第三低端驱动输出电压信号、与第三隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第三高端驱动输出电压信号，输出端与第三隔离式栅极驱动单元的VS接口连接接收第三高端浮偏电源参考电压信号并输出Z相电压信号。
5.如权利要求4所述的一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置，其特征在于，所述第一转换单元包括包括带阻尼二极管NPN三极管Q1、带阻尼二极管NPN三极管Q2；
所述第二转换单元包括带阻尼二极管NPN三极管Q3、带阻尼二极管NPN三极管Q4；
所述第三转换单元包括带阻尼二极管NPN三极管Q5、带阻尼二极管NPN三极管Q6；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q1的基极与第一隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第一高端驱动输出电压信号，集电极与逆变单元的正输入端连接，发射极与带阻尼二极管NPN三极管Q2的集电极连接；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q2的基极与第一隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第一低端驱动输出电压信号，发射极与逆变单元的负输入端连接；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q3的基极与第二隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第二高端驱动输出电压信号，集电极与逆变单元的正输入端连接，发射极与带阻尼二极管NPN三极管Q4的集电极连接；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q4的基极与第二隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第二低端驱动输出电压信号，发射极与逆变单元的负输入端连接；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q5的基极与第三隔离式栅极驱动单元的HO接口连接接收第三高端驱动输出电压信号，集电极与逆变单元的正输入端连接，发射极与带阻尼二极管NPN三极管Q6的集电极连接；
所述带阻尼二极管NPN三极管Q6的基极与第三隔离式栅极驱动单元的LO接口连接接收第三低端驱动输出电压信号，发射极与逆变单元的负输入端连接；
所述第一转换电路的输出端设置在带阻尼二极管NPN三极管Q1的发射极和带阻尼二极管NPN三极管Q2的集电极之间，与第一驱动单元的VS接口连接接收第一高端浮偏电源参考电压信号，与转速百分表的第一输入端连接输出X相电压信号；
所述第二转换电路的输出端设置在带阻尼二极管NPN三极管Q3的发射极和带阻尼二极管NPN三极管Q4的集电极之间，与第二驱动单元的VS接口连接接收第二高端浮偏电源参考电压信号，与转速百分表的第二输入端连接输出Y相电压信号；
所述第三转换电路的输出端设置在带阻尼二极管NPN三极管Q5的发射极和带阻尼二极管NPN三极管Q6的集电极之间，与第三驱动单元的VS接口连接接收第三高端浮偏电源参考电压信号，与转速百分表的第三输入端连接输出Z相电压信号。
6.如权利要求1所述的一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置，其特征在于，所述可调式匀速变频模块还包括依次连接的整流单元、滤波单元；
所述整流单元的输入端与功率放大模块的输出端连接；
所述滤波电路的输出端与逆变单元的输入端连接。
7.如权利要求6所述的一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置，其特征在于，所述可调式匀速变频模块还包括保护电路单元；
所述保护电路单元分别与整流电路、滤波电路、逆变单元连接。
8.如权利要求6所述的一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置，其特征在于，所述功率放大模块包括依次连接的功率放大单元和滤波单元；
所述功率放大单元的输入端与单相函数发生器的输出端连接；
所述滤波电路的输出端与整流单元的输入端连接。
9.如权利要求3所述的一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准装置，其特征在于，所述第一隔离式栅极驱动单元、第二隔离式栅极驱动单元、第三隔离式栅极驱动单元为IR2304隔离式栅极驱动器。
10.一种以单相函数发生器为源的转速百分表校准方法，其特征在于，包括以下操作：
操作1：采集反馈单元接收单向函数器的输出频率反馈至中央控制单元，中央控制单元将采集到的输出频率与此时逆变单元输出的三相电频率对比，得到增大或减小输出频率的结论，调节输出的PWM控制信号至驱动单元，通过驱动单元控制逆变单元，直到逆变单元输出的三相电频率与单相函数器设定的输出频率一致，完成转速百分表的自启动；
操作2：采集反馈单元实时采集单相函数发生器的输出频率反馈至中央控制单元，中央控制单元将采集到的输出频率通过驱动单元控制逆变单元，不改变转速百分表的加速度，将单相函数发生器的频率增大或减小，完成校准点值的增大或减小；
操作3：将单相函数发生器的频率设定为校准点值为0%时对应的频率，采集反馈单元采集单相函数发生器的频率给中央控制单元，中央控制单元控制调速后，转速百分表显示1%且稳定无波动时，再关闭或者切断单相函数发生器输出，转速百分表的同步电机摩擦缓慢停机；
操作4：在转速百分表同步电机匀速转动已稳定，即转速百分表显示值稳定无波动时，在校准装置上设定新的加速度值，校准装置显示设定成功后，其它变速操作都以新设定的加速度值为准。
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