適用于水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的智能頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種適用于水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的智能頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，由轉(zhuǎn)換電路(1)、電源輸出(2)、輸入端口(3)、工作電源(4)和輸出端口(5)組成，該實(shí)用新型對(duì)不同類型的頻率測(cè)量信號(hào)進(jìn)行隔離、整形、濾波和分頻處理，保證處理后的頻率信號(hào)的高精度、高可靠性和實(shí)時(shí)性，克服了加工精度對(duì)測(cè)量精度的影響，有效地提高測(cè)速機(jī)構(gòu)的可靠性，降低齒盤加工精度要求和成本，本實(shí)用新型能自適應(yīng)源型(高電平有效)或漏型輸入(低電平有效)模塊，可自動(dòng)適應(yīng)不同齒數(shù)，適用不同類型PLC接口，通用性和可移植性強(qiáng)，節(jié)省系統(tǒng)優(yōu)化的時(shí)間，使調(diào)速系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都達(dá)到國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平。
【專利說(shuō)明】
適用于水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的智能頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種適用于水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的智能頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]頻率測(cè)量是水輪機(jī)調(diào)速器的重要組成部分，其測(cè)量精度及其可靠性直接關(guān)系到水輪機(jī)調(diào)節(jié)的性能和水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的安全性。齒盤測(cè)速是近年來(lái)逐漸被推廣采用的一種水電機(jī)組測(cè)速方法，但由于我國(guó)機(jī)械加工水平的制約，齒盤加工精度很難保證水電機(jī)組轉(zhuǎn)速測(cè)量的精度要求，采用平均濾波算法可提高測(cè)量精度但影響測(cè)量實(shí)時(shí)性，且現(xiàn)有的頻率測(cè)量轉(zhuǎn)換裝置適用信號(hào)類型和接口類型單一，通用性低，鑒于此，亟需開(kāi)發(fā)一種基于現(xiàn)代控制理論算法的智能頻率測(cè)量裝置，解決實(shí)時(shí)性與穩(wěn)態(tài)精度的矛盾的同時(shí)，可適用于不同型號(hào)PLC接口。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型提供了一種滿足水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)性能要求，解決頻率測(cè)量實(shí)時(shí)性與穩(wěn)態(tài)精度的矛盾的，能自適應(yīng)源型(高電平有效)或漏型輸入(低電平有效)模塊，滿足不同類型PLC的接口，可自動(dòng)適應(yīng)不同齒數(shù)，可根據(jù)需要輸出高精度不同頻率脈沖信號(hào)的適用于水電站工程的智能頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置。
[0004]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]—種適用于水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的智能頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，由轉(zhuǎn)換電路(1)、電源輸出 (2)、輸入端口(3)、工作電源(4)和輸出端口(5)組成;工作電源(4)為智能頻率轉(zhuǎn)換裝置提供工作電源，PT和齒盤等不同類型頻率信號(hào)接至相應(yīng)的輸入端口(3)，通過(guò)轉(zhuǎn)換電路(1)對(duì)輸入的頻率信號(hào)進(jìn)行的隔離、整形、濾波和分頻處理，保證信號(hào)的高精度、高可靠性和實(shí)時(shí)性要求，然后由輸出端口(5)輸出能適應(yīng)不同PLC接口要求的頻率脈沖信號(hào)，電源輸出⑵可為需要5VDC和12VDC電源的裝置供電，方便接線和調(diào)試。
[0006]工作原理:
[0007]原始測(cè)頻信號(hào)由輸入端口(3)接至智能頻率信號(hào)整形裝置，通過(guò)基于FPGA硬件技術(shù)和卡爾曼濾波算的轉(zhuǎn)換電路(1)，對(duì)所有輸入頻率信號(hào)依次進(jìn)行光電隔離處理、整形處理 (殘壓信號(hào)采用比較器整形，把正弦波整形成方波，齒盤信號(hào)采用高速光耦進(jìn)行整形)、濾波處理(濾波采用硬件濾波和卡爾曼濾波算法相結(jié)合對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理)，保證頻率信號(hào)的實(shí)時(shí)性要求和高可靠性、高精度要求，最后對(duì)信號(hào)進(jìn)行分頻處理，通過(guò)輸出端口(5)輸出能自適應(yīng)源型(高電平有效)或漏型輸入(低電平有效)模塊的頻率信號(hào)，適應(yīng)不同的PLC接口。
[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0009]1、智能頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置可自動(dòng)適應(yīng)不同齒數(shù)的頻率信號(hào)，滿足不同PLC接口要求，可根據(jù)需要輸出不同頻率的脈沖，通用性及可移植性強(qiáng)。
[0010]2、智能頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置采用FPAG硬件技術(shù)和卡爾曼濾波算法，輸出的頻率信號(hào)精度高、可靠性強(qiáng)、實(shí)時(shí)性好。
[0011]3、智能頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置可降低齒盤加工精度要求和成本，節(jié)省系統(tǒng)優(yōu)化的時(shí)間?！靖綀D說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，一種適用于水電站工程的雙電源切換裝置，由轉(zhuǎn)換電路1、電源輸出2、 輸入端口 3、工作電源4和輸出端口 5組成。智能頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置由工作電源4提供工作電源，機(jī)頻信號(hào)、網(wǎng)頻信號(hào)和齒盤頻率信號(hào)通過(guò)輸入端口 3的相應(yīng)端子送至頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，然后由基于FPGA芯片和卡爾曼濾波算法的轉(zhuǎn)換電路1對(duì)所有輸入頻率信號(hào)進(jìn)行光電隔離處理、整形處理、濾波處理，再對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的分頻處理，最后通過(guò)輸出端口 5輸出不同類型PLC接口需要的頻率信號(hào)，電源輸出2為需要5VDC和12VDC電源的裝置供電。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的智能頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是:由轉(zhuǎn)換電路(1)、 電源輸出(2)、輸入端口(3)、工作電源(4)和輸出端口(5)組成;工作電源(4)為智能頻率信 號(hào)轉(zhuǎn)換裝置提供工作電源，PT和齒盤不同類型頻率信號(hào)接至相應(yīng)的輸入端口(3)，通過(guò)轉(zhuǎn)換 電路(1)對(duì)輸入的頻率信號(hào)進(jìn)行隔離、整形、濾波和分頻處理，然后由輸出端口(5)輸出，電 源輸出(2)可為需要5VDC和12VDC電源的裝置供電，方便接線和調(diào)試。
【文檔編號(hào)】G01R23/02GK205594067SQ201620254936
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】王曉瑜, 王立賢, 劉國(guó)富, 袁英杰
【申請(qǐng)人】哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司