CN211058946U - 一种水轮机调速器信号处理电路 - Google Patents

一种水轮机调速器信号处理电路 Download PDF

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裴彦明
张辰玮
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Tianjin Mingshuo Mechanical And Electrical Equipment Co ltd
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Tianjin Mingshuo Mechanical And Electrical Equipment Co ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种水轮机调速器信号处理电路，包括频率整形电路、开度信号变换电路、比例阀驱动电路和电源输入及指示电路，频率整形电路包括机频信号整形电路和网频信号整形电路，机频信号整形电路包括：变压器T1、第一初级RC低通滤波器、第一次级RC低通滤波器、双向限幅用的二极管VD1、滞回比较器U1A；所述网频信号整形电路包括：变压器T2、第二初级RC低通滤波器、第二次级RC低通滤波器、双向限幅用的二极管VD2、滞回比较器U1B；开度信号变换电路包括：将电流信号转换为电压信号的采样电阻、π型滤波电路、同向比例放大电路；比例阀驱动电路包括：由两个三极管组成的开关门电路、光耦隔离器、达林顿管。

Description

一种水轮机调速器信号处理电路
技术领域
本实用新型属于水轮机技术领域，特别是涉及一种水轮机调速器信号处理电路。
背景技术
水轮机调速器作为水电站的重要辅助设备，对水电机组的正常运行起到至关重要的作用，一旦调速器出现故障，将直接影响水轮发电机组乃至电力系统的安全稳定运行。因此，各厂家近年来越来越多地采用PLC作为调速器主控制单元，以提高整个系统的可靠性。众所周知，PLC作为标准控制器，只能接收标准电压、电流信号，同时也只能输出标准信号作为控制输出。而水轮机调速器的一些信号，无法直接接入到PLC，因此需要一个中间过度单元，以承担信号采集整定工作。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种水轮机调速器信号处理电路，用于采集水轮机调速器监测信号，将信号转换成PLC可以识别的标准信号；同时接收PLC输出控制信号，输出给调速器比例阀的一整套电路。是PLC型水轮机调速器不可缺少的一种信号调理转换模块。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种水轮机调速器信号处理电路，至少包括：
频率整形电路，所述频率整形电路包括机频信号整形电路和网频信号整形电路，其中，所述机频信号整形电路包括依次电连接的：将机组PT输出的正弦波信号进行降压隔离的变压器T1、第一初级RC低通滤波器、第一次级RC低通滤波器、双向限幅用的二极管VD1、滞回比较器U1A；所述网频信号整形电路包括依次电连接的：将网机PT输出的正弦波信号进行降压隔离的变压器T2、第二初级RC低通滤波器、第二次级RC低通滤波器、双向限幅用的二极管VD2、滞回比较器U1B；
开度信号变换电路，所述开度信号变换电路包括依次电连接的：将电流信号转换为电压信号的采样电阻、π型滤波电路、同向比例放大电路；
比例阀驱动电路，所述比例阀驱动电路包括依次电连接的：由两个三极管组成的开关门电路、光耦隔离器、达林顿管；
以及电源输入及指示电路。
本专利具有的优点和积极效果为：
通过采用上述技术方案，本实用新型具有如下技术特点：
1、采用PLC自带的DC24V单电源供电，无需额外增加电源。
2、机组频率测频电路可测电压幅值范围宽，可达0.2V～220V。
3、适用多种类型开度传感器，如：电位器型，4～20mA电流型，0～10V/0～5V电压型。
4、高精度频率电压转换(FVC)电路，用于驱动机组频率表。自适应PWM或电压直接驱动比例阀。
附图说明
图1是本实用新型的整体电路框图；
图2是本实用新型的频率信号整形电路原理图；
图3是本实用新型高精度频率电压转换电路原理图；
图4是本实用新型开度信号变换电路原理图；
图5是本实用新型第一比例阀驱动电路原理图；
图6是本实用新型第二比例阀驱动电路原理图；
图7是本实用新型第三比例阀驱动电路原理图；
图8是本实用新型第四比例阀驱动电路原理图；
图9是本实用新型电源输入及指示电路原理图。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1至图9，一种水轮机调速器信号处理电路，包括：
频率整形电路，所述频率整形电路包括机频信号整形电路和网频信号整形电路，其中，所述机频信号整形电路包括依次电连接的：将机组PT输出的正弦波信号进行降压隔离的变压器T1、第一初级RC低通滤波器、第一次级RC低通滤波器、双向限幅用的二极管VD1、滞回比较器U1A；所述网频信号整形电路包括依次电连接的：将网机PT输出的正弦波信号进行降压隔离的变压器T2、第二初级RC低通滤波器、第二次级RC低通滤波器、双向限幅用的二极管VD2、滞回比较器U1B；
开度信号变换电路，所述开度信号变换电路包括依次电连接的：将电流信号转换为电压信号的采样电阻、π型滤波电路、同向比例放大电路；
比例阀驱动电路，所述比例阀驱动电路包括依次电连接的：由两个三极管组成的开关门电路、光耦隔离器、达林顿管；
以及电源输入及指示电路。
上述优选实施例的工作原理为：
请参阅图2：机组PT输出的正弦波信号经过T1降压隔离，经过两级RC低通滤波器，VD1二极管双向限幅后进入滞回比较器U1A，输出占空比50％的方波信号。该方波信号可直接接入到PLC的高速开关量输入口，进行周期测量。
请参阅图3：频率电压变换电路，芯片LM2907N。调整RP3可使50Hz频率转换成5V输出。
请参阅图4：如果输入信号为4～20mA信号，则投入R14采样电阻，将电流信号变换成电压信号。输入为电压信号则无需R14电阻。电压信号经π型滤波进入U2B组成的同向比例放大电路。RP1调整放大倍数。R18，VS1限制输出在12V以下，避免输出电压过高损坏PLC的AD模块。该电压经过U2A的电压跟随器，增加驱动能力后，输出给表计显示。R20防止输出短路烧毁运放。
请参阅图5至图8，由于这四个实施例的工作原理相同，故此次仅阐述图5的工作原理，当“导叶比例阀开关信号”为正时，上半部分电路使能，下半部分电路截止；反之则上半部分电路截止，下半部分电路使能。保证某一时刻，只有一路电路工作，避免开向关向同时输出。PWM信号经光耦隔离后，经达林顿管输出给比例阀驱动线圈。LED1为动作指示灯，R30为限流电阻，VD3为续流二极管。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (1)

1.一种水轮机调速器信号处理电路，其特征在于：至少包括：
频率整形电路，所述频率整形电路包括机频信号整形电路和网频信号整形电路，其中，所述机频信号整形电路包括依次电连接的：将机组PT输出的正弦波信号进行降压隔离的变压器T1、第一初级RC低通滤波器、第一次级RC低通滤波器、双向限幅用的二极管VD1、滞回比较器U1A；所述网频信号整形电路包括依次电连接的：将网机PT输出的正弦波信号进行降压隔离的变压器T2、第二初级RC低通滤波器、第二次级RC低通滤波器、双向限幅用的二极管VD2、滞回比较器U1B；
开度信号变换电路，所述开度信号变换电路包括依次电连接的：将电流信号转换为电压信号的采样电阻、π型滤波电路、同向比例放大电路；
比例阀驱动电路，所述比例阀驱动电路包括依次电连接的：由两个三极管组成的开关门电路、光耦隔离器、达林顿管；
以及电源输入及指示电路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113331807A (zh) * 2021-06-02 2021-09-03 华北理工大学 一种便携式血压检测仪

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