[发明专利]单相异步交流测速发电机高精度快速测速电路

权利要求书

1.单相异步交流测速发电机高精度快速测速电路,包括励磁电压检测电路、测速信号处理电路，其特征在于：

所述励磁电压检测电路包括开关电源模块SP1、电压互感器VS1、励磁RMS/DC芯片IC1、上励磁电阻R1、下励磁电阻R2、励磁滤波电容C1、励磁隔直电容C2、励磁输出电容C5，交流励磁电压的一端U1L端与所述单相异步交流测速发电机TG1的励磁绕组EW的一端AC1端、所述电压互感器VS1的第一输入端AC1端以及所述开关电源模块SP1的相线端L端连接，所述交流励磁电压二端U1N端与所述单相异步交流测速发电机TG1的励磁绕组EW的另一端AC2端、所述电压互感器VS1的第二输入端AC2端、所述开关电源模块SP1的零线端N端连接，所述开关电源模块SP1的地端GND端接地，所述开关电源模块SP1的输出端+V端与所述电路电源端+VCC端连接，所述电压互感器VS1的第1输出端OUT1端与所述上励磁电阻R1的一端连接，所述上励磁电阻R1的另一端与所述下励磁电阻R2的一端、所述励磁滤波电容C1的一端以及所述励磁RMS/DC芯片IC1的正输入端IN+端连接，所述电压互感器VS1的第二输出端OUT2端、所述下励磁电阻R2的另一端、所述励磁滤波电容C1的另一端、所述励磁隔直电容C2的一端均接地，所述励磁隔直电容C2的另一端与所述励磁RMS/DC芯片IC1的负输入端IN-端连接，所述励磁RMS/DC芯片IC1的正输出端OUT+端与所述励磁输出电容C5的一端、乘法器IC3的第一输入端正端X1端连接，所述励磁输出电容C5的另一端接地，所述励磁RMS/DC芯片IC1的使能端/EN端、负电源端-V端、地端GND端、负输出端OUT-端均接地，所述励磁RMS/DC芯片IC1的正电源端+V端与电路电源端+VCC端连接；

所述测速信号处理电路包括单相异步交流测速发电机TG1、测速RMS/DC芯片IC2、乘法器IC3、运放IC4、上测速电阻R3、下测速电阻R4、乘法电阻R5、负端电阻R6、正端电阻R7、测速滤波电容C3、测速隔直电容C4、测速输出电容C6、正端电容C7，所述单相异步交流测速发电机TG1的励磁绕组OW的第一输出端OUT1端与所述上测速电阻R3的一端连接，所述上测速电阻R3的另一端与所述下测速电阻R4的一端、所述测速滤波电容C3的一端、所述测速RMS/DC芯片IC2的正输入端IN+端连接，所述单相异步交流测速发电机TG1的励磁绕组OW的第二输出端OUT2端、所述下测速电阻R4的另一端、所述测速滤波电容C3的另一端、所述测速隔直电容C4的一端均接地，所述测速隔直电容C4的另一端与所述测速RMS/DC芯片IC2的负输入端IN-端连接，所述测速RMS/DC芯片IC2的正输出端OUT+端与所述测速输出电容C6的一端、所述正端电阻R7的一端连接，所述测速RMS/DC芯片IC2的使能端/EN端、负电源端-V端、地端GND端、负输出端OUT-端均接地，所述测速RMS/DC芯片IC2的正电源端+V端与电路电源端+VCC端连接，所述正端电阻R7的另一端与所述正端电容C7的一端、所述运放IC4的正输入端IN+端连接，所述运放IC4的负电源端-V端、所述测速输出电容C6的另一端、所述正端电容C7的另一端均接地，所述运放IC4的正电源端+V端与电路电源端+VCC端连接，所述运放IC4的负输入端IN-端与所述乘法电阻R5的一端、所述负端电阻R6的一端连接，所述负端电阻R6的另一端接地，所述乘法电阻R5的另一端与所述乘法器IC3的输出端W端连接，所述乘法器IC3的第二输入端正端Y1端与所述运放IC4的输出端OUT端连接，所述乘法器IC3的第一输入端负端X2端、第二输入端负端Y2端、偏置端Z端以及所述乘法器IC3的负电源端-V端均接地，所述乘法器IC3的正电源端+V端与电路电源端+VCC端连接。

2.根据权利要求1所述的单相异步交流测速发电机高精度快速测速电路，其特征在于所使用的电压互感器VS1、励磁RMS/DC芯片IC1、测速RMS/DC芯片IC2、乘法器IC3、运放IC4、开关电源模块SP1均采用现有的成熟产品，可以通过市场取得；其中电压互感器VS1采用JDG系列，励磁RMS/DC芯片IC1、测速RMS/DC芯片IC2采用LTC1968，乘法器IC3采用AD633，运放IC4采用TLC4501。

3.根据权利要求1所述的单相异步交流测速发电机高精度快速测速电路，其特征在于电路参数配合关系如下：

电压互感器VS1的输出信号为u₃＝k_vu₁，为单相异步交流测速发电机的励磁电压，k_v为电压互感器VS1的变比，单相异步交流测速发电机输出的交流电压信号的最大幅值为其中的k_n是常数，U₁为交流励磁电压u₁的有效值，n为单相异步交流发电机的转速；R1、R2、R3、R4、R5、R6分别表示上励磁电阻R1、下励磁电阻R2、上测速电阻R3、下测速电阻R4、乘法电阻R5、负端电阻R6的电阻值，主要参数配合如下：

U_outmax≤V_cc (4)

电路输出信号U_out与被测速度间的关系如式(5)所示；

式中的k_m为乘法器IC3的运算系数，由具体型号的乘法器芯片产品给定，U_outmax、V_cc分别为电路输出信号U_out的最大值、电路供电电压值，n_max为被测速度的最大值。