同步電機(jī)之數(shù)字式功率角測(cè)量裝置簡(jiǎn)介

本小節(jié)介紹一種采用光電位置傳感器的數(shù)字式功率角測(cè)量裝置。

l采用光電位置傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置光電位置傳感器是將轉(zhuǎn)子位置非電量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電量的裝置，具有非接觸測(cè)量、放置方便、壽命長、響應(yīng)速度快、靈敏度高、輸出穩(wěn)定、廉價(jià)和易配電路等優(yōu)點(diǎn)。

光電位置傳感器利用的是光敏三極管的開關(guān)導(dǎo)通作用。當(dāng)光源發(fā)出的光線投射到被試電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的白色標(biāo)記時(shí)，光敏三極管因接受到反射光照而導(dǎo)通；當(dāng)光線投射到其他位置時(shí)，光敏三極管幾乎接受不到反射光而截止．如電機(jī)軸上有戶個(gè)均勻分布的白色標(biāo)記，當(dāng)電機(jī)同步運(yùn)行時(shí)，光電傳感器的發(fā)射極就輸出同步脈沖信號(hào)，頻率就是端電壓同步頻率關(guān)。如軸上只有一個(gè)標(biāo)記，輸出頻率為關(guān)／p，后處理電路要對(duì)其作倍頻處理或?qū)﹄妷盒盘?hào)作分頻處理，或增加相應(yīng)的軟件處理。

2初步整形和放大電路由于光敏三極管檢測(cè)到的轉(zhuǎn)子位置

信號(hào)包含許多噪聲信號(hào)，且信號(hào)源輸出電阻很大，不具備帶負(fù)載能力，因此．必須經(jīng)過波形的整形與放大處理才能成為上下跳邊沿形狀理想的階躍脈沖信號(hào)。放大電路原理如圖11-6所示。其電路功能是：光電傳感器將光電信號(hào)送到作為射隨器的三極管，再送到射極藕合觸發(fā)器，該觸發(fā)器起著信號(hào)幅度檢測(cè)器的作用，小的干擾不足以使它觸發(fā)，這樣可以防止雜亂信號(hào)的干擾，使儀器正常工作。

3.單穩(wěn)整形電路經(jīng)過初步整形放大的轉(zhuǎn)子位置脈沖信號(hào)，因其脈寬小，電平可能與后續(xù)電路不匹配，還需要經(jīng)過單穩(wěn)整形電路，將窄脈沖電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合于計(jì)算機(jī)讀取的寬脈沖電平信號(hào)。電路原理圖如圖117所示。 CD4O98是集成單穩(wěn)觸發(fā)器，它將輸入的負(fù)跳窄脈沖周期轉(zhuǎn)子位置信號(hào)觸發(fā)成正跳的寬脈沖周期信號(hào)。

4．電壓比較信號(hào)的取得要實(shí)現(xiàn)電機(jī)端電壓信號(hào)與轉(zhuǎn)子位置

信號(hào)的相位比較，首先將電機(jī)端電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合于相位比較電路處理的矩形波信號(hào)。然后對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行p分頻處理或?qū)D(zhuǎn)子脈沖信號(hào)進(jìn)行戶倍頻處理。

    電壓比較電路如圖118所示，用以檢測(cè)交流電壓波形零點(diǎn)，產(chǎn)生同步脈沖信號(hào)。水磁同步電機(jī)端電壓（如U ,）經(jīng)過電壓互感器PT降為小于10v的交流低電壓，經(jīng)過零比較器檢測(cè)后．轉(zhuǎn)換為高電平為sv 、低電平為。 V的同步矩形波信號(hào)，為保證矩形波信號(hào)的高電平對(duì)應(yīng)交流線電壓Uuv大于零的瞬時(shí)值，低電平對(duì)應(yīng)于小于零的瞬時(shí)值，要使電壓互感器PT對(duì)應(yīng)于U相的同名端接到比較器的正向輸入端，異名端接到反向輸入端。電壓互感器PT除了起降壓作用外，還起到與交流高電壓隔離的作用。二極管vDI 、VD：把輸入到比較器的電壓幅值限制在6V左右，這樣，即使電源電壓變化很大也能穩(wěn)定工作．電阻也起到保護(hù)比較器的作用。