一种电励磁航空发电机励磁电流采集电路的制作方法

1.本实用新型属于航空发电机控制器设计技术，涉及一种电励磁航空发电机励磁电流采集电路。


背景技术：

2.航空发电机控制器完成电压调节、接通控制和各类故障保护，实现对发电系统的状态收集和信号传送，并通过外部接口实现与其它系统的信号和数据交联。
3.传统的航空发电机控制器使用霍尔传感器对励磁电流进行采样，传统霍尔传感器重量较高，体积较大，整体使用时会对控制器重量和体积有较大的影响；改进型的励磁电流采样电路通常会将采样电阻放置于励磁回路中馈线负端，当电路励磁回路出现对地短路时，无法测得励磁电流，系统存在风险。因此，需要采取一定的改进措施，准确采集到励磁电流以保证系统安全。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是：
5.本实用新型针对现有传统励磁电流采集电路的不足，提出一种电励磁航空发电机励磁电流采集电路。
6.本实用新型的技术方案是：
7.电励磁航空发电机励磁电流采集电路，包括励磁回路1，励磁电流采样电路2，分压电路3；励磁回路1与励磁电流采样电路2相连；励磁电流采样电路2输出端与分压电路3相连；电阻r1的一端与励磁回路1的励磁源正极相连，另一端与励磁电流采样电路2的运算放大器n1的输入端正极相连。
8.所述的励磁回路1包括发电机励磁绕组以及电压调控mos管v1；电压调控mos管v1位于电机绕组f－侧，电压调控mos管v1的漏极与电机绕组f－相连，源极与地相连。
9.所述的励磁电流采样电路2包括励磁源正极，电阻r2～r3，电容c1、c2，运算放大器n1，三极管v2，稳压二极管d1及d2；励磁源正极位于电机绕组f+侧，电阻r2的一端与励磁源正极相连，另一端与运算放大器n1的输入端负极相连；电阻r3的一端与运算放大器n1相连，另一端与地相连；电容c2一端与稳压二极管d1阴极相连，另一端与稳压二极管d1阳极相连；稳压二极管d1阴极与运算放大器n1的供电端口正极相连，阳极与运算放大器n1的接地端相连；稳压二极管d2阴极与运算放大器n1的输入端负极相连，阳极与二极管v2的发射极相连；三极管v2的基极与运算放大器n1的输出端相连，集电极与r4的一端相连，发射极与稳压二极管d2的阳极相连。
10.所述的分压电路3包括电阻r4、r5，电容c3，运算放大器n2；电阻r4一端与三极管v2集电极相连，另一端与运算放大器n2输入端正极相连；电阻r5一端与运算放大器n2输入端正极相连，另一端与地相连；电容c1一端与运算放大器n1的输入端正极相连，另一端与运算放大器n1的输入端负极相连；电容c3一端与运算放大器n2输入端正极相连，另一端与地相
连；运算放大器n2的供电端口与+15v电源相连，接地端口与地相连。
11.所述稳压二极管d1的稳压值与运算放大器n1的工作电压值相同；二极管d2选用5v的稳压二极管。
12.所述的电阻r1为高稳定性精密电阻。
13.所述的三极管v2选用达林顿管、mos管、igbt中的一种；三极管v2选用pnp型三极管。
14.本实用新型的优点是：
15.本实用新型提出了一种电励磁航空发电机励磁电流采集电路。对比传统使用霍尔传感器对励磁电流进行采样的励磁电流采集电路，新提出的电路体积小，重量轻；对比采样电阻位于励磁回路f
－
侧的励磁电流采集电路，新提出的电路可以准确测出电路励磁回路出现对地短路时的励磁电流，提高了系统的运行的稳定性、安全性和可靠性。
附图说明
16.图1是本实用新型的原理线路图。
具体实施方式
17.下面对本实用新型做进一步详细说明。参见图1，提出的电励磁航空发电机励磁电流采集电路的特征在于：所述电路包括励磁回路1，励磁电流采样电路2，分压电路3；励磁电流采样电路2输出端与分压电路3相连；电阻r1的一端与励磁回路1的励磁源正极相连，另一端与励磁电流采样电路2的运算放大器n1的输入端正极相连。
18.所述的励磁回路1包括发电机励磁绕组以及电压调控mos管v1。电压调控mos管v1应位于电机绕组f－侧。电压调控mos管v1的漏极与电机绕组f－相连，源极与地相连，图中所示所有地均可视为同一个地。
19.所述的励磁电流采样电路2包括励磁源正极，电阻r1～r3，电容c1、c2，运算放大器n1，三极管v2，稳压二极管d1及d2。励磁源正极应位于电机绕组f+侧，与电阻r1、r2相连；电阻r1的一端与励磁源正极相连，另一端与运算放大器n1的输入端正极相连；电阻r2的一端与励磁源正极相连，另一端与运算放大器n1的输入端负极相连；电阻r3的一端与运算放大器n1的接地端相连，另一端与地相连；电容c2一端与稳压二极管d1阴极相连，另一端与稳压二极管d1阳极相连；稳压二极管d1阴极与运算放大器n1的供电端口正极相连，阳极与运算放大器n1的接地端相连；稳压二极管d2阴极与运算放大器n1的输入端负极相连，阳极与二极管v2的发射极相连；三极管v2的基级与运算放大器n1的输出端相连，集电极与r4的一端相连，发射极与稳压二极管d2的阳极相连。
20.所述的分压电路3包括电阻r4、r5，电容c3，运算放大器n2。电阻r4一端与三极管v2集电极相连，另一端与运算放大器n2输入端正极相连；电阻r5一端与运算放大器n2输入端正极相连，另一端与地相连；电容c1一端与运算放大器n1的输入端正极相连，另一端与运算放大器n1的输入端负极相连；电容c3一端与运算放大器n2输入端正极相连，另一端与地相连；运算放大器n2的供电端口与+15v电源相连，接地端口与地相连，输出端为励磁电流的换算值。
21.本实用新型的工作原理是：
22.当励磁源接通后，经稳压管d1后给运算放大器n1供电，可以使运算放大器n1正常工作。
23.当mos管v1开通时，励磁电流经过采样电阻r1，在r1两端会产生压降，使运算放大器输入端正极的输入电压低于励磁源正极电压，由于运算放大器的工作特性，使三极管v2开通，从而使电阻r2，稳压管d2，三极管v2，电阻r4，电阻r5，运算放大器n2构成回路，使得运算放大器n2可以输出这条回路上的折算后的r5两端的励磁电压。再根据运算放大器的工作特性，可以通过计算得出流经r1的电流值的大小，从而可以得知励磁电流的大小。
24.电容c1，c2在本电路中的作用均为滤波。
25.假设流经r1的电流大小为i1，它是真实的励磁电流，流经r2的电流的大小为r2，运算放大器n2输出的电压值为if，励磁源电压为u0，运算放大器输入端电压值为u1。根据运算放大器工作特性，可以得到以下关系：
26.u1＝u0-r1*i1
[0027][0028]
因为
③
为分压电路，运算放大器n2的作用为跟随，所以可以得到以下关系：
[0029]
if＝i2*r5
[0030]
根据上述三个式子，可以得出：
[0031][0032]
所以可以通过测if的电压值从而计算出励磁电流i1的大小。
[0033]
本实用新型的一个实施例：发电机励磁电源电压为28v，采样电阻r1为5ω，电阻r2大小为5.1kω，电阻r5大小为10kω，测得的if值为1.35v。经计算励磁电流i1为0.1377a，实际测得励磁电流i1为0.138a。经试验验证，采用本电路后，确实可以较准确测得真实励磁电流大小。

技术特征：
1.电励磁航空发电机励磁电流采集电路，其特征在于：包括励磁回路(1)，励磁电流采样电路(2)，分压电路(3)；励磁回路(1)与励磁电流采样电路(2)相连；励磁电流采样电路(2)输出端与分压电路(3)相连；电阻r1的一端与励磁回路(1)的励磁源正极相连，另一端与励磁电流采样电路(2)的运算放大器n1的输入端正极相连。2.根据权利要求1所述的电励磁航空发电机励磁电流采集电路，其特征在于：所述的励磁回路(1)包括发电机励磁绕组以及电压调控mos管v1；电压调控mos管v1位于电机绕组f－侧，电压调控mos管v1的漏极与电机绕组f－相连，源极与地相连。3.根据权利要求1所述的电励磁航空发电机励磁电流采集电路，其特征在于：所述的励磁电流采样电路(2)包括励磁源正极，电阻r2～r3，电容c1、c2，运算放大器n1，三极管v2，稳压二极管d1及d2；励磁源正极位于电机绕组f+侧，电阻r2的一端与励磁源正极相连，另一端与运算放大器n1的输入端负极相连；电阻r3的一端与运算放大器n1相连，另一端与地相连；电容c2一端与稳压二极管d1阴极相连，另一端与稳压二极管d1阳极相连；稳压二极管d1阴极与运算放大器n1的供电端口正极相连，阳极与运算放大器n1的接地端相连；稳压二极管d2阴极与运算放大器n1的输入端负极相连，阳极与二极管v2的发射极相连；三极管v2的基极与运算放大器n1的输出端相连，集电极与r4的一端相连，发射极与稳压二极管d2的阳极相连。4.根据权利要求1所述的电励磁航空发电机励磁电流采集电路，其特征在于：所述的分压电路(3)包括电阻r4、r5，电容c3，运算放大器n2；电阻r4一端与三极管v2集电极相连，另一端与运算放大器n2输入端正极相连；电阻r5一端与运算放大器n2输入端正极相连，另一端与地相连；电容c1一端与运算放大器n1的输入端正极相连，另一端与运算放大器n1的输入端负极相连；电容c3一端与运算放大器n2输入端正极相连，另一端与地相连；运算放大器n2的供电端口与+15v电源相连，接地端口与地相连。5.根据权利要求3所述的电励磁航空发电机励磁电流采集电路，其特征在于：所述稳压二极管d1的稳压值与运算放大器n1的工作电压值相同；二极管d2选用5v的稳压二极管。6.根据权利要求3所述的电励磁航空发电机励磁电流采集电路，其特征在于：所述的电阻r1为高稳定性精密电阻。7.根据权利要求3所述的电励磁航空发电机励磁电流采集电路，其特征在于：所述的三极管v2选用达林顿管、mos管、igbt中的一种；三极管v2选用pnp型三极管。

技术总结
本实用新型属于航空发电机控制器设计技术，涉及一种电励磁航空发电机励磁电流采集电路；包括励磁回路(1)，励磁电流采样电路(2)，分压电路(3)；励磁回路(1)与励磁电流采样电路(2)相连；励磁电流采样电路(2)输出端与分压电路(3)相连；电阻R1的一端与励磁回路(1)的励磁源正极相连，另一端与励磁电流采样电路(2)的运算放大器N1的输入端正极相连。本实用新型基于传统的航空发电机励磁电流采集电路，提出了一种新型的采样电阻位于励磁回路F


技术研发人员：孟朝 赵雅周 刘佳佳 李加森
受保护的技术使用者：北京曙光航空电气有限责任公司
技术研发日：2022.09.23
技术公布日：2023/9/3