CN107727929A - 往复式内燃机驱动的发电机组频率波动率检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种往复式内燃机驱动的发电机组频率波动率检测装置及方法，该检测装置包括隔离模块、整形模块、运算模块和显示模块；隔离模块；将发电机组输出的交流电进行电气隔离处理；整形模块：将隔离后的正弦波交流电压进行整形，变换为方波信号；运算模块：对每一个方波的周期进行测量，然后进行倒数运算，计算出每个周期的频率；把1秒内所采集的频率值进行比较，识别出峰值和谷值，求得峰谷差值；对1秒内的频率值进行平均值计算，求得频率平均值；将频率峰谷差值除以频率平均值，换算成百分比，得到频率波动率。本发明采用底层电路直接进行高速采样和计算，保证了每个周期的频率测量不丢失，以准确获得峰、谷值信息，从而使测量结果准确。
Description
技术领域
本发明属于往复式内燃机驱动的发电机组制造领域，具体涉及一种往复式内燃机驱动的发电机组频率波动率检测装置及方法。
背景技术
往复式内燃机驱动的发电机组在应急电源、野外能源提供方面有广泛应用。作为原动机的往复式内燃机，当存在某些缺陷时，会出现转速振荡，导致发电频率不稳定。因此，频率波动率是往复式内燃机驱动的发电机组必须关注和检测的指标。
现有测试设备通过电参仪表获得的实时频率数据传递到上位计算设备，计算设备通过软件分析，求得频率波动的峰谷差值与频率平均值的百分比，即为频率波动率。现有测试设备采用的电参仪，数据刷新慢，而且采用双向通讯，存在数百毫秒延迟，大约每秒只能传4个数据。而当内燃机发生转速振荡时，振荡周期约0.8秒。由此可见，每个转速振荡周期内，仅有3个采样值，丢失了很多信息，导致峰、谷点的数值获取不准确，也就意味着测量误差大。最直接的体现就是，凭人的感官都已经觉得原动机转速振荡明显，而测量出的频率波动率却显示合格。
因此，现有技术存在测量不准确的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种往复式内燃机驱动的发电机组频率波动率检测装置及方法。
本发明的目的之一是通过这样的技术方案实现的，一种往复式内燃机驱动的发电机组频率波动率检测装置，包括隔离模块、整形模块、运算模块和显示模块；
隔离模块；将发电机组输出的交流电进行电气隔离处理；
整形模块：将隔离后的正弦波交流电压进行整形，变换为方波信号；
运算模块：对每一个方波的周期进行测量，然后进行倒数运算，计算出每个周期的频率；把1秒内所采集的频率值进行比较，识别出峰值和谷值，求得峰谷差值；对1秒内的频率值进行平均值计算，求得频率平均值；将频率峰谷差值除以频率平均值，换算成百分比，得到频率波动率。
进一步，还包括显示模块，所述显示模块将运算得到的频率波动率数值显示出来。
进一步，还包括通信模块，所述通信模块将频率波动率向外发送。
进一步，所述运算模块包括光耦和单片机，所述光耦与输入端与整形模块的输出端连接，光耦的输出端与单片机连接。
本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现的，一种往复式内燃机驱动的发电机组频率波动率检测方法，隔离模块将发电机组输出的交流电进行电气隔离；整形模块将隔离后的正弦波交流电压进行整形，变换为方波信号；对每一个方波的周期进行测量，然后进行倒数运算，计算出每个周期的频率；把1秒内所采集的频率值进行比较，识别出峰值和谷值，求得峰谷差值；对1秒内的频率值进行平均值计算，求得频率平均值；将频率峰谷差值除以频率平均值，换算成百分比，得到频率波动率。
由于采用上述技术方案，本发明具有如下的优点：
本发明采用底层电路直接进行高速采样和计算，保证了每个周期的频率测量不丢失，以准确获得峰、谷值信息，从而使测量结果准确。而计算结果仍然可以通信到上位机，保留了***集成的需要。计算结果的数据量远没有原始数据的量大，对通信延迟的问题不敏感。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明的具体结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。
图1为本发明的原理框图，图2为本发明的具体结构图。如图1、2所示，一种往复式内燃机驱动的发电机组频率波动率检测装置，包括隔离模块、整形模块、运算模块和显示模块；
隔离模块；将发电机组输出的交流电进行电气隔离处理；
整形模块：将隔离后的正弦波交流电压进行整形，变换为方波信号；
运算模块：对每一个方波的周期进行测量，然后进行倒数运算，计算出每个周期的频率；把1秒内所采集的频率值进行比较，识别出峰值和谷值，求得峰谷差值；对1秒内的频率值进行平均值计算，求得频率平均值；将频率峰谷差值除以频率平均值，换算成百分比，得到频率波动率。
在本发明中，所述隔离模块采用降压变压的方式，将高电压转换成低电压。
在本发明中，整形模块采用RNO2，单片机为STC89C52。
作为对本实施例的改进，检测装置还包括显示模块，所述显示模块将运算得到的频率波动率数值显示出来。在本发明中，采用数码管形式将运算得到的频率波动率数值显示出来。显码管为LED5604。
作为对本实施例的改进，还包括通信模块，所述通信模块将频率波动率向外发送。具备对外发送检测结果数据的功能，便于***集成。通信模块为TTL/RS485。
在本发明中，所述运算模块包括光耦和单片机，所述光耦与输入端与整形模块的输出端连接，光耦的输出端与单片机连接。
对应于该检测装置，本发明还提供一种往复式内燃机驱动的发电机组频率波动率检测方法，隔离模块将发电机组输出的交流电进行电气隔离；整形模块将隔离后的正弦波交流电压进行整形，变换为方波信号；对每一个方波的周期进行测量，然后进行倒数运算，计算出每个周期的频率；把1秒内所采集的频率值进行比较，识别出峰值和谷值，求得峰谷差值；对1秒内的频率值进行平均值计算，求得频率平均值；将频率峰谷差值除以频率平均值，换算成百分比，得到频率波动率。
本发明采用底层电路直接进行高速采样和计算，保证了每个周期的频率测量不丢失，以准确获得峰、谷值信息，从而使测量结果准确。而计算结果仍然可以通信到上位机，保留了***集成的需要。计算结果的数据量远没有原始数据的量大，对通信延迟的问题不敏感。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种往复式内燃机驱动的发电机组频率波动率检测装置，其特征在于：包括隔离模块、整形模块、运算模块和显示模块；
隔离模块；将发电机组输出的交流电进行电气隔离处理；
整形模块：将隔离后的正弦波交流电压进行整形，变换为方波信号；
运算模块：对每一个方波的周期进行测量，然后进行倒数运算，计算出每个周期的频率；把1秒内所采集的频率值进行比较，识别出峰值和谷值，求得峰谷差值；对1秒内的频率值进行平均值计算，求得频率平均值；将频率峰谷差值除以频率平均值，换算成百分比，得到频率波动率。
2.根据权利要求1所述的一种往复式内燃机驱动的发电机组频率波动率检测装置，其特征在于：还包括显示模块，所述显示模块将运算得到的频率波动率数值显示出来。
3.根据权利要求1所述的一种往复式内燃机驱动的发电机组频率波动率检测装置，其特征在于：还包括通信模块，所述通信模块将频率波动率向外发送。
4.根据权利要求1所述的一种往复式内燃机驱动的发电机组频率波动率检测装置，其特征在于：所述运算模块包括光耦和单片机，所述光耦与输入端与整形模块的输出端连接，光耦的输出端与单片机连接。
5.一种往复式内燃机驱动的发电机组频率波动率检测方法，其特征在于：隔离模块将发电机组输出的交流电进行电气隔离；整形模块将隔离后的正弦波交流电压进行整形，变换为方波信号；对每一个方波的周期进行测量，然后进行倒数运算，计算出每个周期的频率；把1秒内所采集的频率值进行比较，识别出峰值和谷值，求得峰谷差值；对1秒内的频率值进行平均值计算，求得频率平均值；将频率峰谷差值除以频率平均值，换算成百分比，得到频率波动率。
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