CN2257018Y - 数字式发电机测速仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于监测发电机转速的数字式发电机测速仪。该测速仪主要由整形电路、锁相倍频电路、运算电路、测频电路、数显电路、预置数电路、电源电路组成，通过对频率信号的处理，以显示发电机的转速。该测速仪可以迅速跟踪发电机转速的变化，而且精确度高，稳定性好，工艺要求简单，操作、维修简便，成本低廉，适用于各类发电机组的转速监测，有利于普及应用。
Description
本实用新型属于一发电机转速测量装置，可用于各类发电机转速的实时测量。
在现今的电力工业中，对发电机转速的测量大多采用模拟指针式仪表，其精确度、分辨率都较低，反应速度也较慢。我们检索到现有的技术为一项多功能转速表，其专利申请号为90211504，它是以单片机为核心，配有存数、人机对话、信号整形等多个部分。它的主要缺点是：与大多数微处理器一样，使用者需使用一套专用指令，通过人机对话部分与仪表进行联系，操作比较繁琐。同时，它又将程序储存在芯片中，使其组成比较复杂，不利于使用者进行维修。
本实用新型的目的是提供一种数字化显示的发电机转速的监测装置，借助这种装置，可将发电机的转速迅速地显示出来，并且操作、维修简便。
本实用新型的目的是这样实现的：它包括整形电路(1)、锁相倍频电路(2)、运算电路(3)、测频电路(4)、数显电路(5)、预置数电路(6)、电源电路(7)。发电机输出的二次电压U x接整形电路(1)，所述整形电路(1)接锁相倍频电路(2)，锁相倍频电路(2)接运算电路(3)，运算电路(3)接测频电路(4)，测频电路(4)接数显电路(5)；电源电路(7)接整形电路(1)，电源电路(7)接锁相倍频电路(2)，电源电路(7)接运算电路(3)，电源电路(7)接测频电路(4)，电源电路(7)接数显电路(5)，电源电路(7)接预置数电路(6)；预置数电路(6)接运算电路(3)。
基于发电机转速n与发电机磁极对数p及发电机输出交流电频率f之间的关系为n＝60f/p，同时由于制造上的原因，发电机的磁极对数p为一个固定值，在测量发电机转速时，首先将发电机输出的交流电压进行整形，使之变为一数字脉冲量，并将其适量倍频，再通过预置数电路(6)预置与被测发电机相应的预置数60/p，该预置数60/p与前述倍频后的数字脉冲量通过运算电路(3)进行乘法运算，通过测频电路(4)的控制，数显电路(5)将运算结果60f/p显示出来，即被测发电机的实时转速，从而达到测量发电机转速的目的。
本实用新型的运算电路(3)由乘法器构成，各乘法器之间按位级联，各乘法器分别按位与预置数电路(6)中相应的预置数开关相连，各乘法器又分别与锁相倍频电路(2)的输出相连，最末位对应的乘法器与测频电路(4)相连。
本实用新型由于采用了锁相倍频电路，使其测量结果更精确。在转速大于或等于500转/分时，其精确度为±1转/分，在转速小于500转/分时，其精确度为±0.1转/分，这是指针式仪表所难以达到的。同时，该技术又使测量结果时刻随转速的变化而变化，测量结果的显示变换时间小于1秒。本实用新型由于采用了预置数电路及运算电路，使得生产者及使用、维修人员的工作更简单。这是因为：对生产者来说，勿需象微处理器类产品的生产方法一样进行程序的输出及调试，而仅需进行分立元件之间的焊装。对使用、维护者来说，仅需一次性预置与所测发电机相应的预置数60/p，即可由仪器自行完成转速的测量，而不必进行给出指令一类的操作。在本实用新型的电路中没有不易获知或理解的电路，大多为通用型集成电路，因而易于维护。
下面结合说明书附图对本实用新型作进一步详细说明。
说明书附图1是本实用新型的电气原理图。
说明书附图2、说明书附图3是本实用新型的电路图。
发电机输出的二次电压U x信号经D1、D2限幅，由G1形成数字脉冲信号，从而完成了整形。整形后的信号通过由IC1、IC2构成的锁相倍频电路(2)完成锁相倍频，其中IC1为锁相环电路，IC2为除法器电路，亦即分频电路，其除数即分频倍数由具体需要并且综合其后的运算电路(3)而定。如除数为m，则经整形电路(1)后的频率信号f在经过锁相倍频电路(2)后就变成频率为mf的信号，即完成了m倍频。被测信号经倍频后进入运算电路(3)，该电路的功能是：将来自预置数电路(6)的预置数60/p与来自锁相倍频电路(2)的动态变化信号mf做乘法，并将乘积输出给下一级电路。在这里预置数60/p是通过十进制数拨轮开关预置的，该预置数电路(6)将人为预置的十进制数转化为BCD码输给运算电路(3)，运算电路(3)将乘积60mf/p输出给测频电路(4)。测频电路(4)为一普通频率计，其测量上限大于10KHz，在本电路中它主要由IC5、IC6组成。IC5及其外围元件构成一秒信号发生器，产生一标准的秒信号脉冲。IC6及其外围元件构成控制电路，秒信号脉冲通过控制电路控制数显电路(5)中的计数门的启闭时间，从而达到测频的目的。数显电路(5)采用CMOS-LED多位组合器件，它将计数、锁存、译码、驱动、LED显示五种功能集为一体，且为多位显示。通过测频电路(4)的控制，数显电路(5)将运算电路(3)的输出结果60mf/p以十进制数的形式显示出来，即达到发电机转速数字化监测的目的。本实例是以四位显示为例的，这里m可取100，即先将f进行100倍频，当发电机以额定转速运行时，其频率f应为50Hz，则倍频后为5000Hz。如某水轮发电机磁极对数为40，由上述原理可知其额定转速为60×50/40转/分即75转/分，对这类较低的转速需精确到十分位。为解决其精度问题，在预置数电路(6)中将预置数预置为0.1500。这样，通过运算电路(3)得到倍频结果与预置数的乘积为5000×0.1500＝750，再将数显电路(5)中的小数点燃亮，则实际显示变为75.00，其精确度即达到了±0.1转/分。这里，预置数总为小于1的数，这是由器件本身的性质决定的。可以看出倍频的作用有二：其一，提高了精确度；其二，弥补了预置数电路(6)中预置数小于1的不足。从《(中国水利发电年鉴1949～1983》中查得，在我国现有的发电机组中转速最低者为葛洲坝水电厂所用的机组，转速为54.6转/分，转速最高者为大多数火电厂所用的机组，转速为3000转/分。因此，对国内各类发电机组，采用100倍频，数字式转速显示及预置数都取四位，在转速不大于500转/分时，点燃右数第二位小数点，即可满足发电机转速数字式显示的精确性及完整性。
电源取自与发电机输出的电压信号分离且独立的220V交流电源，以提高其工作的可靠性。该交流电源经降压、整流、滤波后，由集成稳压电路IC3为各电路提供一稳定的直流电压，以上构成电源电路(7)
在本实用新型中，IC1采用CC4048、IC2采用CC45I8、IC3采用W7805、IC4采用74LS04、IC5采用C4001、IC6采用74LS123、IC7采用CC4527、IC8采用CC4527、IC9采用CC4527。
本实用新型通过实验检验，稳定性好，精确度高，工艺要求简单，便于制作和维修，操作简便，成本低廉，适用于各类发电机组的转速监测，有利于普及应用。
Claims (2)
1.一种数字式发电机测速仪，它包括整形电路(1)、锁相倍频电路(2)、运算电路(3)、测频电路(4)、数显电路(5)、预置数电路(6)、电源电路(7)，其特征在于：发电机输出的二次电压Ux或二次电流Ix接整形电路(1)，所述整形电路(1)接锁相倍频电路(2)，锁相倍频电路(2)接运算电路(3)，运算电路(3)接测频电路(4)，测频电路(4)接数显电路(5)；电源电路(7)接整形电路(1)，电源电路(7)接锁相倍频电路(2)，电源电路(7)接运算电路(3)，电源电路(7)接测频电路(4)，电源电路(7)接数显电路(5)，电源电路(7)接预置数电路(6)；预置数电路(6)接运算电路(3)。
2.根据权利要求1所述的数字式发电机测速仪，其特征在于：其运算电路(3)由乘法器构成，各乘法器之间按位级联，各乘法器分别按位与预置数电路(6)中相应的预置数开关相连，各乘法器又分别与锁相倍频电路(2)的输出相连，最末位对应的乘法器与测频电路(4)相连。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 95214250 CN2257018Y (zh) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 数字式发电机测速仪 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 95214250 CN2257018Y (zh) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 数字式发电机测速仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN2257018Y true CN2257018Y (zh) | 1997-06-25 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 95214250 Expired - Fee Related CN2257018Y (zh) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 数字式发电机测速仪 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN2257018Y (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102495224A (zh) * | 2011-12-06 | 2012-06-13 | 泰豪科技股份有限公司 | 电源倍频方法 |
| CN104090128A (zh) * | 2014-07-11 | 2014-10-08 | 上海工程技术大学 | 用于汽油机转速表校正仪的高精度校验装置 |
| CN104330584A (zh) * | 2014-11-10 | 2015-02-04 | 上海市离心机械研究所有限公司 | 一种测量卧螺离心机转速的方法 |
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1995
- 1995-06-26 CN CN 95214250 patent/CN2257018Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102495224A (zh) * | 2011-12-06 | 2012-06-13 | 泰豪科技股份有限公司 | 电源倍频方法 |
| CN104090128A (zh) * | 2014-07-11 | 2014-10-08 | 上海工程技术大学 | 用于汽油机转速表校正仪的高精度校验装置 |
| CN104090128B (zh) * | 2014-07-11 | 2016-08-24 | 上海工程技术大学 | 用于汽油机转速表校正仪的高精度校验装置 |
| CN104330584A (zh) * | 2014-11-10 | 2015-02-04 | 上海市离心机械研究所有限公司 | 一种测量卧螺离心机转速的方法 |
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