專利名稱：一種在線風(fēng)速檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子技術(shù)在大功率晶閘管變流應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種 在線風(fēng)速檢測裝置。它針對強制風(fēng)冷晶閘管變流裝置正常工作時需要空氣流動降溫而 研制，是一種風(fēng)速檢測電路。屬于3L型大功率晶閘管變流裝置的配套產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
在大功率晶閘管變流裝置中，流過晶閘管散熱器的氣流流速是晶閘管正常工作的 重要條件之一，流過散熱器的氣流流速是否達(dá)到最佳值對晶閘管的散熱，電流通過能 力等都將產(chǎn)生重大影響。晶閘管工作時對溫度要求非常嚴(yán)格，當(dāng)晶閘管溫度超過額定 值時，晶閘管將被迫降檔使用。長時間超過額定值將使晶閘管不可逆轉(zhuǎn)損壞，至使晶 閘管變流裝置無法正常工作。風(fēng)速檢測裝置用于在線檢測通過晶閘管散熱器的氣流流 速，'控制裝置'隨時采集風(fēng)速檢測裝置的輸出信號，當(dāng)通過晶閘管散熱器的氣流流速 低于額定值時，將不允許晶閘管變流裝置工作。這個裝置在大功率晶閘管變流裝置中 非常重要。
傳統(tǒng)的風(fēng)速檢測方法主要有三種。①直流發(fā)電機檢測法。②風(fēng)壓繼電器檢測法。
(D杠桿原理檢測法。
直流發(fā)電機檢測法是用風(fēng)吹動風(fēng)扇，風(fēng)扇帶動直流發(fā)電機轉(zhuǎn)動發(fā)電，檢測直流發(fā) 電機發(fā)出的電壓來實現(xiàn)風(fēng)速檢測的方法。這種方法由于使用直流發(fā)電機，直流發(fā)電機
上有換向器和碳刷所以存在以下弊端a.體積大b.轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生火花和碳粉c.有電磁干 擾d.噪聲大、機械壽命短。
風(fēng)壓繼電器檢測法是由氣囊和微動開關(guān)組成，風(fēng)吹動氣囊變形壓動微動開關(guān)，使 微動開關(guān)翻轉(zhuǎn)來實現(xiàn)風(fēng)壓檢測的方法。風(fēng)壓繼電器檢測法存在以下弊端a.長期工作 時不能可靠工作b.微動開關(guān)只能輸出開關(guān)量，不能輸出模擬量。
杠桿原理檢測法是由杠桿和微動開關(guān)組成。風(fēng)吹杠桿一端，杠桿另一端壓動微動 開關(guān)，使微動開關(guān)翻轉(zhuǎn)來實現(xiàn)風(fēng)壓檢測的方法。杠桿原理檢測法存在以下弊端a.長 期工作時不能可靠工作b.微動開關(guān)只能輸出開關(guān)量，不能輸出模擬量。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型目的在于提供一種在線風(fēng)速檢測裝置，具有在強電磁干擾環(huán)境下，在 線檢測通過晶閘管散熱器風(fēng)速的功能。
本實用新型包括風(fēng)速檢測單元、絕對值信號處理單元、閾值設(shè)定單元、信號比較 單元、信號輸出單元。見圖l，圖l是風(fēng)速檢測裝置電路原理圖。
風(fēng)速檢測單元的電壓輸出端Vol連接到絕對值信號處理單元的電阻R4上，絕對值 信號處理單元的電壓輸出端Vo2連接到信號比較單元的電阻R14上，閾值設(shè)定單元的 電壓輸出端P5. 2連接到信號比較單元的集成運算放大器U3的2號腳上，信號比較單
3元的電壓輸出端Vo4連接到可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器U4的1號腳上，可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn) 壓器U4的輸出連接到信號輸出單元的繼電器Jl上。
風(fēng)速檢測單元單獨由一個風(fēng)速發(fā)電機組成，見圖1。其作用是將流動空氣的速度 信號(即風(fēng)速信號)轉(zhuǎn)換為電壓信號，且電壓值隨氣流流速的變化而變化。電壓輸出 Vol連接到絕對值信號處理單元的電阻R4上。
絕對值信號處理單元由集成運算放大器U1、 U2，電阻R5-12，電容C1、 C3-7， 二 極管D1、 D2組成，見圖1。其作用是將風(fēng)速發(fā)電機發(fā)出的交變亳伏電壓信號進(jìn)行放大、 整流、濾波，使其轉(zhuǎn)換為伏級直流電壓信號。電阻R4連接R5、 Dl、 Cl、 Ul、 C3。電阻 R5連接D2、 R9。 二極管D1連接R7、 D2。電容C1連接U1、 R7。電阻R6、 R9連接U2、 R12、 C7、 C2、 C5。集成運算放大器U2連接R8。電阻R8、 R12上的電壓是Vo2。由風(fēng) 速檢測單元發(fā)出的交變毫伏電壓信號Vol被送至由集成運算放大器Ul和二極管Dl 、 D2 等元件組成的整流電路進(jìn)行整流，整流后的信號變?yōu)橹绷麟妷盒盘枺撔盘柋凰椭劣?集成運算放大器U2和電阻R12、 R8、電容C7、 C2等組成的放大電路進(jìn)行放大、濾波， 使該直流電壓信號轉(zhuǎn)換為伏級無脈動直流信號。電壓輸出Vo2連接到信號比較單元的 電阻R14上。
閾值設(shè)定單元由可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器U5、電阻R1-3、電位器RP1組成，見圖l。 其作用是產(chǎn)生一個電壓可調(diào)的閾值電壓P5.2。電阻R1連接R2、 U5。電阻R2連接RP1。 電位器RP1連接U5、 R3。 U5的3號腳是閾值電壓P5.2。該閾值電壓信號P5. 2連接到 信號比較單元的集成運算放大器U3的2號腳。通過調(diào)節(jié)電位器RP1可以改變閾值電壓。
此電壓信號決定風(fēng)速檢測裝置的額定風(fēng)速值。
信號比較單元由集成運算放大器U3、電阻R13-17等組成，見圖l。其作用是將絕 對值信號處理單元處理過的電壓信號Vo2與閾值設(shè)定單元產(chǎn)生的閾值電壓信號P5. 2進(jìn) 行比較。電阻R14連接U3、 R15。 R15連接U3、 R13、 R16、 R17。 R17上的電壓是Vo4。 比較后的電壓信號Vo4去控制信號輸出單元的繼電器Jl，繼電器Jl的接點是風(fēng)速檢測 裝置的輸出。
信號輸出單元由繼電器J1、可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器U4、 二極管D3、電阻R18-19、 發(fā)光二極管LEDl-2組成。其作用是將設(shè)定好的風(fēng)速信號Vo4輸出到控制裝置，以控制 晶閘管整流裝置的工作?？烧{(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器U4連接JI、 D3。電阻R18、 19連接 LED1、 LED2。發(fā)光二極管LED1、 LED2連接J1。 J1B是風(fēng)速檢測裝置的輸出。發(fā)光二極 管LED1、 LED2指示風(fēng)速檢測裝置的工作狀態(tài)。
本實用新型還采用如下技術(shù)方案
風(fēng)速發(fā)電機采用無刷直流電機；絕對值放大、整流、濾波電路；可設(shè)置閾值的比 較器電路。
本實用新型的優(yōu)點風(fēng)速檢測元件采用了無刷直流電機，實現(xiàn)了風(fēng)速檢測電路既 可以輸出開關(guān)量也可以輸出模擬量，同時可以非常方便的設(shè)置風(fēng)速門檻，便于進(jìn)一步 控制。體積小重量輕，便于安裝?？朔擞兴㈦姍C轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生火花、碳粉，電磁干擾，噪聲大、機械壽命短等缺點。

圖1為風(fēng)速檢測裝置電路原理圖。
圖2為改裝前風(fēng)速發(fā)電機控制電路原理圖。
圖3為改裝后風(fēng)速發(fā)電機控制電路原理圖。
具體實施方式

圖l、圖2、圖3為本實用新型的具體實施方式
；
以下結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
1. 風(fēng)速發(fā)電機由散熱風(fēng)扇n內(nèi)部由'永磁無刷外轉(zhuǎn)子直流電機'、扇葉、控制電路
等組成3改裝而成。圖2為改裝前風(fēng)速發(fā)電機控制電路原理圖。當(dāng)風(fēng)速發(fā)電機作為電 動機使用時，接通電源后，霍爾控制器根據(jù)磁條與線圈位置發(fā)出脈沖使三極管Q1、 Q2 輪流導(dǎo)通，電動機轉(zhuǎn)動。當(dāng)風(fēng)速發(fā)電機作為發(fā)電機使用時，由于三極管Q1、 Q2的基極 b沒有電壓，三極管Q1、 Q2的c、 e之間不導(dǎo)通，導(dǎo)致風(fēng)速發(fā)電機發(fā)出的電壓信號Vol 無法連接到絕對值信號處理單元(2)的電阻R4上。為了使風(fēng)速發(fā)電機發(fā)出的電壓信 號Vol能夠連接到絕對值信號處理單元(2)的電阻R4上，用導(dǎo)線連接三極管Q1、 Q2 的c、 e。如圖3所示。'永磁無刷外轉(zhuǎn)子直流電動機'是同步機的一種，當(dāng)風(fēng)吹動扇葉， 扇葉帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動時，在圖3的Vo1與'地'之間產(chǎn)生微弱交變電壓信號，該電壓 信號值與風(fēng)速發(fā)電機的轉(zhuǎn)速成正比。
2. 根據(jù)圖1可知本實用新型包括風(fēng)速檢測單元1、絕對值信號處理單元2、閾值設(shè) 定單元3、信號比較單元4、信號輸出單元5。風(fēng)速檢測單元1產(chǎn)生的交變毫伏電壓信 號Vol被送至絕對值信號處理單元2進(jìn)行放大、整流、濾波，經(jīng)過絕對值信號處理單 元2處理過的電壓信號Vo2接至信號比較單元4與閾值設(shè)定單元3產(chǎn)生的閾值電壓P5. 2 進(jìn)行比較。。經(jīng)過信號比較單元4比較后的電壓信號Vo4接至信號輸出單元5去控制繼 電器J1A，風(fēng)速狀態(tài)通過信號輸出單元5的J1B送至控制裝置。
本實用新型中的風(fēng)速發(fā)電機選用普通的散熱風(fēng)扇，運算放大器選用正負(fù)15V電源 供電的0P07，其它元器件選用通用元件即可。
權(quán)利要求1、一種在線風(fēng)速檢測裝置，其特征在于，包括風(fēng)速檢測單元(1)、絕對值信號處理單元(2)、閾值設(shè)定單元(3)、信號比較單元(4)、信號輸出單元(5)；風(fēng)速檢測單元(1)的電壓輸出端Vo1連接到絕對值信號處理單元(2)的電阻R4上，絕對值信號處理單元(2)的電壓輸出端Vo2連接到信號比較單元(4)的電阻R14上，閾值設(shè)定單元(3)的電壓輸出端P5.2連接到信號比較單元(4)的集成運算放大器U3的2號腳上，信號比較單元(4)的電壓輸出端Vo4連接到可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器U4的1號腳上，可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器U4的輸出連接到信號輸出單元(5)的繼電器J1上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的在線風(fēng)速檢測裝置，其特征在于，風(fēng)速檢測單元(1) 單獨由一個風(fēng)速發(fā)電機組成。2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線風(fēng)速檢測裝置，其特征在于，絕對值信號處理單 元(2)由集成運算放大器U1、 U2，電阻R5-12，電容C1、 C3-7， 二極管D1、 D2組成， 電阻R4連接R5、 Dl、 Cl、 Ul、 C3，電阻R5連接D2、 R9， 二極管D1連接R7、 D2，電 容C1連接U1、 R7，電阻R6、 R9連接U2、 R12、 C7、 C2、 C5，集成運算放大器U2連 接R8。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線風(fēng)速檢測裝置，其特征在于，閾值設(shè)定單元(3) 由可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器U5、電阻R1-3、電位器RP1組成；電阻R1連接R2、 U5，電 阻R2連接RP1，電位器RP1連接U5、 R3， U5的3號腳是閾值電壓P5. 2。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線風(fēng)速檢測裝置，其特征在于，信號比較單元(4) 由集成運算放大器U3、電阻R13-17組成，電阻R14連接U3、 R15， R15連接U3、 R13、 R16、 R17。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線風(fēng)速檢測裝置，其特征在于，信號輸出單元(5) 由繼電器Jl、可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器U4、 二極管D3、電阻R18-19、發(fā)光二極管LED1-2 組成；可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器U4連接JI、 D3，電阻R18、 19連接LED1、 LED2，發(fā)光 二極管LED1、 LED2連接J1。
專利摘要一種在線風(fēng)速檢測裝置，屬于電子技術(shù)在大功率晶閘管變流應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。包括風(fēng)速檢測單元、絕對值信號處理單元、閾值設(shè)定單元、信號比較單元、信號輸出單元。風(fēng)速檢測單元的電壓輸出端Vo1連接到絕對值信號處理單元的電阻R4上，絕對值信號處理單元的電壓輸出端Vo2連接到信號比較單元的電阻R14上，閾值設(shè)定單元的電壓輸出端P5.2連接到信號比較單元的集成運算放大器U3的2號腳上，信號比較單元的電壓輸出端Vo4連接到可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器U4的1號腳上，可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器U4的輸出連接到信號輸出單元的繼電器J1上。優(yōu)點在于，具有在強電磁干擾環(huán)境下，在線檢測通過晶閘管散熱器風(fēng)速的功能。
文檔編號G01P5/08GK201413337SQ20092010825
公開日2010年2月24日 申請日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者丁曉雷, 劉劍鑫, 倉 杜, 皓 王 申請人:北京鋼研新冶電氣股份有限公司