一种旋变激励信号异常检测和保护方法技术

本发明专利技术涉及一种旋变激励信号异常检测和保护方法，所述方法包括：基于激励输出信号检测电路输出设置占空比；基于占空比判断故障类型；基于故障类型进行保护并将故障信号显示。本发明专利技术通过激励放大电路、激励信号异常检测和保护电路以及激励输出信号检测电路，能够检测出各种激励输出信号的全工况，分辨出旋变故障类型的同时给出对应解决方案。类型的同时给出对应解决方案。类型的同时给出对应解决方案。

【技术实现步骤摘要】
一种旋变激励信号异常检测和保护方法


[0001]本专利技术涉及激励信号保护
，尤其涉及一种旋变激励信号异常检测和保护方法。

技术介绍

[0002]旋变芯片用于产生固定频率的具有一定电压偏置的正弦激励信号。旋转变压器用于确定永磁同步电机转子位置的变压器，与转子一起旋转，有三组线圈，励磁线圈用于产生励磁磁场，正旋差分线圈和余弦差分线圈随着转子位置的不同，感应出不同的电压信号，送入旋变芯片进行解码电机位置和转速。旋变激励信号用于驱动旋转变压器的励磁线圈。旋变激励信号异常是指旋变激励信号畸变和旋变激励信号短路。旋变电路在工作异常时会导致电机工作异常，存在应用风险；如果针对旋变异常状态不进行保护处理，可能会造成电路不可修复的损坏。旋变激励输出信号是驱动旋转变压器励磁线圈的关键信号，此信号发生畸变影响电机转子位置，影响电机控制。
[0003]中国专利CN107834515B公开了一种旋变激励系统及其短路保护电路和方法，用于检测旋变激励系统是否发生短路故障，当旋变激励系统发生短路故障时，控制旋变激励系统中的激励功率放大电路停止输出激励信号，将系统的输出电流拉低至接近于零，避免了器件流过大电流导致发热严重的问题；并且，输出故障状态反馈信号至旋变激励系统的控制器，使控制器停止输出初始激励信号的输出，进入保护状态。该专利只对激励输出信号短路到地进行保护，由于保护电路由硬件实现，当发生干扰时易误保护，且无激励输出畸变信号检测电路，无法对激励输出信号短路到高电压和激励输出信号畸变信号做出检测和处理，无法检测和保护激励输出信号全工况情况。
[0004]中国专利CN109802357B公开了一种带打嗝保护的旋变激励电路，包括依次连接的运放电路和推挽功率放大电路，在推挽功率放大电路的功率放大三极管基极处增加两个反向串联的二极管，电源经过反向串联的二极管来提供电流，这样可以通过反向串联的二极管可以控制推挽功率放大电路的开通和关断，从而达到控制旋变正、负激励输出的目的。本专利技术通过控制推挽功率放大电路的通断对旋变激励电路进行短路保护，保护了功率放大三极管，简化了控制策略，节约了电路成本；该专利通过对短路保护控制信号的打嗝设计，保证在发生旋变激励对地或对电源短路时，推挽功率放大电路的三极管彻底关断，进一步保护旋变激励电路。该专利通过打嗝的方式，控制推挽功率放大电路的开通和关断，使系统在输出短路时，间断的打开和接通该电源，达到系统断续输出、控制发热的目的。但是，该专利缺陷在于即便使得系统断续输出，其输出时内部元件仍会出现流过大电流的现象，元件发热问题仍未解决。
[0005]现有技术中还存在一种基于旋变硬件解码芯片输出的激励保护，该技术在激励短路发生时，使其旋变硬件解码芯片仍在不断发送激励，其保护电路只能被动实施保护动作，使得整个系统的保护落远后于激励短路发生时刻，控制器只能通过旋变解码信号判定旋变未正常工作。
[0006]本专利技术旋变芯片的供电电源通过开关管控制，当检测到旋变激励输出畸变和短路时及时断开旋变芯片供电电源开关；旋变芯片产生激励信号经推挽放大电路产生具有一定驱动能力的激励输出信号，通过比较器设置合适比较电平，对激励输出信号进行检测，与非门电路用于过滤干扰信号，微控制和检测信号共同控制激励放大电路的三极管关断，保护激励放大电路。微控制器通过判断检测信号，判断故障类型，并保护旋变系统。本专利技术在旋变信号发生异常时，可对旋变电路进行系统保护，防止异常导致进一步的损坏，并且能够给出发生故障的类型，根据类型进行保护。
[0007]此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于专利技术人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。

技术实现思路

[0008]针对现有技术之不足，本专利技术的技术方案是提供一种旋变激励信号异常检测和保护方法，其特征在于，所述方法包括：基于激励输出信号检测电路输出设置占空比；基于占空比判断故障类型；基于故障类型进行保护并将故障信号显示。
[0009]根据一种优选的实施方式，激励信号经激励放大电路产生具有驱动能力的所述激励输出信号，所述设置占空比，包括：设置第一阈值为正常占空比。
[0010]根据一种优选的实施方式，所述激励输出信号检测电路通过比较器并设置参考电压Vref进行占空比判断，其中，参考电压Vref公式为：
[0011][0012]R20为第二十电阻的电阻值，R21为第二十一电阻，V0为与第二十电阻连接的电源电压。
[0013]根据一种优选的实施方式，所述基于占空比判断故障类型包括：判断占空比当前值是否等于所述第一阈值；若占空比等于所述第一阈值，则激励输出信号正常；若占空比当前值与所述第一阈值出现偏差，即小于或大于所述第一阈值且出现次数大于等于2次，则激励输出信号处于第一故障态；若占空比连续为第二阈值，则激励输出信号处于第二故障态；若占空比连续为第三阈值，则激励输出信号处于第三故障态。
[0014]根据一种优选的实施方式，所述第一阈值是指通过基于所述激励输出信号检测电路设置的所述参考电压Vref作为比较器的参考点，即占空比为50％。所述第二阈值是指所述激励输出信号与所述参考电压Vref通过比较器后，比较器输出高电平，即占空比为100％。所述第三阈值是指所述激励输出信号与所述参考电压Vref通过比较器后，比较器输出低电平，即占空比为低电平。所述占空比连续是指占空比在第一时间段内保持当前值不变，所述第一时间段为基于所述激励输出信号与所述参考电压Vref通过比较器后的两个周期。优选地，第一故障态指激励输出信号畸变，第二故障态指激励输出信号短路到地，第三故障态指激励输出信号短路到高压。本专利技术基于占空比将激励输出信号可能产生的故障状态细化并给出相应检测方式，使得能够检测各种激励输出信号的全工况并分辨旋变故障类型。
[0015]根据一种优选的实施方式，所述激励输出信号发生畸变，在第三次激励输出信号畸变到来时，关断激励放大电路NPN三极管驱动电压并通过控制信号关断激励放大电路PNP三极管，同时断开供电电源，将故障信号显示出来，精确排查短路原因。
[0016]根据一种优选的实施方式，所述激励输出信号发生短路到地或所述激励输出信号发生短路到高电压时，关断供电电源和激励信号放大电路，并将故障信号显示出来，精确排查短路原因。
[0017]本专利技术还涉及一种旋变激励信号异常检测和保护系统，其特征在于，所述系统包括：旋变芯片、开关管、微控制器、激励放大电路以及激励信号异常检测和保护电路，所述旋变芯片用于产生固定频率的具有电压偏置的正弦激励信号，所述开关管用于当检测到旋变激励输出畸变或短路时断开旋变芯片供电电源开关，所述微控制器用于检测激励输出信号状态并发出控制信号。
[0018]根据一种优选的实施方式，所述激励放大电路包括：电容、第一比较器、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋变激励信号异常检测和保护方法，其特征在于，所述方法包括：基于激励输出信号检测电路输出设置占空比；基于占空比判断故障类型；基于故障类型进行保护并将故障信号显示。2.如权利要求1所述的旋变激励信号异常检测和保护方法，其特征在于，激励信号经激励放大电路产生具有驱动能力的所述激励输出信号，所述设置占空比，包括：设置第一阈值为正常占空比。3.如权利要求2所述的旋变激励信号异常检测和保护方法，其特征在于，所述激励输出信号检测电路通过比较器并设置参考电压Vref进行占空比判断，其中，参考电压Vref公式为：R20为第二十电阻(R20)的电阻值，R21为第二十一电阻(R21)，V0为与第二十电阻(R20)连接的电源电压。4.如权利要求3所述的旋变激励信号异常检测和保护方法，其特征在于，所述基于占空比判断故障类型包括：判断占空比当前值是否等于所述第一阈值；若占空比等于所述第一阈值，则激励输出信号正常；若占空比当前值与所述第一阈值出现偏差，即小于或大于所述第一阈值且出现次数大于等于2次，则激励输出信号处于第一故障态；若占空比连续为第二阈值，则激励输出信号处于第二故障态；若占空比连续为第三阈值，则激励输出信号处于第三故障态。5.如权利要求4所述的旋变激励信号异常检测和保护方法，其特征在于，所述第一阈值是指通过基于所述激励输出信号检测电路设置的所述参考电压Vref作为比较器的参考点，即占空比为50％。6.如权利要求5所述的旋变激励信号异常检测和保护方法，其特征在于，所述第二阈值是指所述激励输出信号与所述参考电压Vref通过比较器后，比较器输出高电平，即占空比为100％，所述第三阈值是指所述激励输出信号与所述参考电压Vref通过比...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘振方，李飞，姚欣，
申请(专利权)人：河南嘉晨智能控制股份有限公司，
类型：发明
国别省市：