基于风力发电机数字转速测量的控制电路 【技术领域】
本发明涉及一种控制电路，特别是涉及一种基于风力发电机数字转速测量的控制电路。
背景技术
风力发电机是一种利用风力进行发电的装置，当风力带动发电机的转子进行转动时，发电机的定子输出电能。在风力发电系统中，当风力过大时，会造成风力发电机飞车(即转速过快)，因此非常有必要对风力发电机的转速进行测量，使得当转速过高时给风机带上假负载，以降低风力发电机的转速。目前传统的做法是采用电流检测法来检测风力发电机的转速，但是风力发电机的电流受负载的影响变化很大，大电流检测所用的互感器成本高，体积大，安装也不方便。因此检测到的电流并不能真正反映出发电机的转速，温度漂移和基准点的偏离在很大程度上都会影响着测量的精度和稳定性，致使误差较大。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种基于风力发电机数字转速测量的控制电路，是利用风力发电机输出频率与风力发电机的转速成正比的特点，通过频率测量出风机的转速，并进而对风机是否带假负载进行控制，具有低功耗、高精度、高可靠性、低成本的特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于风力发电机数字转速测量的控制电路，包括：
一输入电路，其输入与风力发电机的三相电源输出相连接，该输入电路对风力发电机的三相电源输出进行整流滤波处理以向电源电路提供充电电源；
一整形电路，其输入接至输入电路中的接风力发电机的三相电源的A相输出的连接端，该整形电路将采集于风力发电机的三相正弦电源所带有的风力发电机的转速信息处理成计数电路容易识别的方波信号；
一计数电路，其计数输入端与整形电路的输出相连接，该计数电路根据计数输入端的脉冲计数，在其输出端所对应的输出脚产生对应的高电平输出；
一多谐震荡电路，根据预先的设定，周期性地产生高电平复位信号输出，该输出信号接至计数电路的清零端，以向计数电路提供复位清零信号；
一驱动电路，其输入接至计数电路所预先设置的输出脚；
一继电器，连接在风力发电机与假负载之间，其控制输入与驱动电路的输出相连接，接受驱动电路的驱动信号而在风力发电机与假负载的通/断之间变换选择；
一电源电路，分别与计数电路、多谐震荡电路、驱动电路相连接，用来向计数电路、多谐震荡电路、驱动电路提供电源信号。
所述的整形电路包括三极管BG4、电阻R9、电阻R8、电容C3、稳压管D7，电阻R8的一端接至输入电路中的接风力发电机的三相电源的A相输出的连接端，电阻R8的另一端与电容C3的一端相连接，电容C3的另一端接至三极管BG4的基极，电阻R9与电容C3相并联，稳压管D7的一端连接在电阻R8与电容C3的连接端，稳压管D7的另一端接地，三极管BG4的发射极接地，三极管BG4的集电极接至计数电路的计数输入端。
所述多谐震荡电路包括三极管BG1、三极管BG2、三极管BG3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4的各一端分别接至电源电路的输出端，电阻R1的另一端与三极管BG1集电极相连接，电阻R2的另一端与三极管BG2基极相连接，电阻R3的另一端与三极管BG1基极相连接，电阻R4的另一端与三极管BG2集电极相连接，电容C1连接在电阻R1地另一端与电阻R2的另一端之间，电容C2连接在电阻R3的另一端与电阻R4的另一端之间，三极管BG1、三极管BG2、三极管BG3的发射极分别接地，电阻R5的一端与三极管BG3的基极相连接，电阻R5的另一端与三极管BG2的集电极相连接，三极管BG3的集电极接至计数电路的清零端。
所述的驱动电路包括三极管BG5、三极管BG6、电阻R10、电阻R11、电容C5、电容C6、二极管D8，三极管BG5的基极接至计数电路的输出脚，三极管BG5的发射极接至电阻R11的一端，电阻R11的另一端接地，二极管D8的正极接至三极管BG5的发射极，二极管D8的负极接至电容C5的一端，电容C5的另一端接地，电阻R10的一端接至二极管D8与电容C5的连接端，电阻R10的另一端接至三极管BG6的基极，三极管BG6的发射极接地，三极管BG6的集电极接至继电器的控制输入端。
本发明的基于风力发电机数字转速测量的控制电路，是利用风力发电机输出频率特点，测量出风机的转速，并进而实现控制。根据风力发电机的转速和输出的三相正弦电源频率成正比这一特征，来自发电机的三相正弦电源带有发电机的转速信息被输入电路所采集，该采集信号经整形电路后被处理成计数电路容易识别的方波信号，该方波信号输给计数电路的计数输入端，向计数电路的计数输入端送入第1个计数脉冲时，在计数电路的第1个输出脚位有高电平输出，其他输出脚位为低电平；向计数电路的计数输入端送入第2个计数脉冲时，在计数电路的第2个输出脚位有高电平输出，其他输出脚位为低电平；向计数电路的计数输入端送入第3个计数脉冲时，在计数电路的第3个输出脚位有高电平输出，其他输出脚位为低电平；向计数电路的计数输入端送入第4个计数脉冲时，在计数电路的第4个输出脚位有高电平输出，其他输出脚位为低电平；依此类推；由于多谐震荡电路连接在计数电路的清零端，多谐震荡电路会根据预先的设定，周期性地产生高电平复位信号输出至计数电路的清零端，以向计数电路提供复位清零信号；在某一个输入脉冲下，当多谐震荡电路向计数电路的清零端输出高电平复位信号时，计数电路的所有输出脚都会变为低电平，即归清零，这样，计数电路后面的输出脚位就没有机会输出高电平，根据这一原理，将后面的输出脚位作为计数电路的输出接至驱动电路的输入，在转速正常的情况下，由于后面的输出脚位不可能有高电平，驱动电路也就不会被驱动，当转速发生异常，比如速度很快的情况下，由整形电路输出的脉冲信号的密度加大，在多谐震荡电路向计数电路的清零端输出高电平复位信号之前，就有脉冲信号使得接有驱动电路的计数电路的输出脚位输出高电平，受计数电路输出高电平的驱动，驱动电路工作，并带动继电器动作，使继电器吸合，则假负载通过继电器与风力发电机相连接，风力发电机的转速就会降下来，当风力发电机的转速下降后，由整形电路输出的脉冲信号的转回正常，多谐震荡电路向计数电路的清零端按常规输出高电平复位信号，使计数电路中与驱动电路输入相连接的输出脚位输出低电平，驱动电路不工作，继电器释放，则假负载与风力发电机之间断开连接，从而实现了对风机是否带假负载进行控制。
本发明的基于风力发电机数字转速测量的控制电路，改变多谐震荡器的震荡频率，可以对风力发电机的转速进行大范围设定，选择不同的计数电路输出脚位的接法，即将驱动电路的输入接在计数电路不同的输出脚位上，可以对发电机的转速进行小范围设定(即实现了精确设定)，通过大范围的设定和小范围的设定，即可得到准确的风力发电机的转数，并由此实现了根据风力发电机数字转速的测量来进行控制。
本发明的有益效果是，由于采用了一输入电路、一整形电路、一计数电路、一多谐震荡电路、一驱动电路、一继电器、一电源电路来作为基于风力发电机数字转速测量的控制电路，且输入电路与风力发电机的三相电源输出相连接，输入电路的接风力发电机的三相电源的A相输出的连接端与整形电路的输入相连接，整形电路的输出接至计数电路的计数输入端，计数电路的输出与驱动电路的输入相连接，驱动电路的输出接至继电器的控制端，继电器连接在风力发电机与假负载之间，多谐震荡电路的输出接至计数电路的清零端，电源电路的输出分别接至计数电路、驱动电路、多谐震荡电路，充分利用了风力发电机输出频率与风力发电机的转速成正比的特点，通过频率测量出风机的转速，并进而对风机是否带假负载进行控制，具有低功耗、高精度、高可靠性、低成本的优点。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的基于风力发电机数字转速测量的控制电路不局限于实施例。
【附图说明】
图1是本发明的电路原理框图；
图2是本发明的电路原理图。
【具体实施方式】
参见图1所示，本发明的基于风力发电机数字转速测量的控制电路，包括：
一输入电路11，其输入与风力发电机10的三相电源A、B、C输出相连接，该输入电路对风力发电机10的三相电源输出进行整流滤波处理以向电源电路提供充电电源；
一整形电路12，其输入接至输入电路11中的接风力发电机的三相电源的A相输出的连接端，该整形电路12将采集于风力发电机10的三相正弦电源所带有的风力发电机的转速信息处理成计数电路13容易识别的方波信号；
一计数电路13，其计数输入端与整形电路12的输出相连接，该计数电路13根据计数输入端的脉冲计数，在其输出端所对应的输出脚产生对应的高电平输出；
一多谐震荡电路14，根据预先的设定，周期性地产生高电平复位信号输出，该输出信号接至计数电路13的清零端，以向计数电路13提供复位清零信号；
一驱动电路15，其输入接至计数电路13所预先设置的输出脚；
一继电器16，连接在风力发电机10与假负载20之间，其控制输入与驱动电路15的输出相连接，接受驱动电路15的驱动信号而在风力发电机10与假负载20的通/断之间变换选择；
一电源电路17，分别与计数电路13、多谐震荡电路14、驱动电路17相连接，用来向计数电路13、多谐震荡电路14、驱动电路17提供电源信号。
参见图2所示：
输入电路11由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6组成，该电路为电池Vc提供充电电源；
整形电路12由三极管BG4、电阻R9、电阻R8、电容C3、稳压管D7组成；电阻R8的一端接至输入电路中的接风力发电机的三相电源的A相输出的连接端，电阻R8的另一端与电容C3的一端相连接，电容C3的另一端接至三极管BG4的基极，电阻R9与电容C3相并联，稳压管D7的一端连接在电阻R8与电容C3的连接端，稳压管D7的另一端接地，三极管BG4的发射极接地，三极管BG4的集电极接至计数电路13的计数输入端；
计数电路13主要由十分频计数器构成；
多谐震荡电路14由三极管BG1、三极管BG2、三极管BG3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2组成；电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4的各一端分别接至电源电路的输出端，电阻R1的另一端与三极管BG1集电极相连接，电阻R2的另一端与三极管BG2基极相连接，电阻R3的另一端与三极管BG1基极相连接，电阻R4的另一端与三极管BG2集电极相连接，电容C1连接在电阻R1的另一端与电阻R2的另一端之间，电容C2连接在电阻R3的另一端与电阻R4的另一端之间，三极管BG1、三极管BG2、三极管BG3的发射极分别接地，电阻R5的一端与三极管BG3的基极相连接，电阻R5的另一端与三极管BG2的集电极相连接，三极管BG3的集电极接至计数电路13的清零端；
驱动电路15由三极管BG5、三极管BG6、电阻R10、电阻R11、电容C5、电容C6、二极管D8组成；三极管BG5的基极接至计数电路13的输出脚(即第八输出引脚)，三极管BG5的发射极接至电阻R11的一端，电阻R11的另一端接地，二极管D8的正极接至三极管BG5的发射极，二极管D8的负极接至电容C5的一端，电容C5的另一端接地，电阻R10的一端接至二极管D8与电容C5的连接端，电阻R10的另一端接至三极管BG6的基极，三极管BG6的发射极接地，三极管BG6的集电极接至继电器JK的控制输入端；
电源电路17主要由三端集成稳压器U1构成。
本发明的基于风力发电机数字转速测量的控制电路，是利用风力发电机输出频率特点，测量出风机的转速，并进而实现控制。根据风力发电机10的转速和输出的三相正弦电源频率成正比这一特征，来自发电机10的三相正弦电源带有发电机的转速信息被输入电路11所采集，该采集信号经整形电路12后被处理成计数电路13容易识别的方波信号，该方波信号输给计数电路13的计数输入端，向计数电路13的计数输入端送入第1个计数脉冲时，在计数电路的第1个输出脚位有高电平输出，其他输出脚位为低电平；向计数电路的计数输入端送入第2个计数脉冲时，在计数电路的第2个输出脚位有高电平输出，其他输出脚位为低电平；向计数电路的计数输入端送入第3个计数脉冲时，在计数电路的第3个输出脚位有高电平输出，其他输出脚位为低电平；向计数电路的计数输入端送入第4个计数脉冲时，在计数电路的第4个输出脚位有高电平输出，其他输出脚位为低电平；依此类推；本实施例中，驱动电路15的输入是接在计数电路13的第八脚位中，向计数电路的计数输入端送入第8个计数脉冲时，在计数电路的第8个输出脚位有高电平输出，其他输出脚位为低电平。
由于多谐震荡电路14连接在计数电路的清零端，多谐震荡电路14会根据预先的设定，周期性地产生高电平复位信号输出至计数电路13的清零端，以向计数电路13提供复位清零信号；当整形电路12送入第7个计数脉冲时，计数电路13的第7个输出脚位有高电平输出，根据预先的设定，这时多谐震荡电路14向计数电路13的清零端输出高电平复位信号，使计数电路13的各输出脚变为低电平，这样，计数电路13的第8输出脚就没有机会输出高电平，由计数电路13的第8输出脚所连接的驱动电路15就不会工作了。
在风力发电机10转速正常的情况下，由于计数电路13的第8输出脚不可能有高电平，因此，驱动电路15也就不会被驱动，由驱动电路15驱动工作的继电器16也不会有动作产生，继电器16(即图2中的继电器JK)呈释放状态，风力发电机10与假负载20之间呈断开状态。
当风力发电机10转速发生异常，即风力发电机10的转速为很快的情况下，由整形电路12输出的脉冲信号的密度加大，在多谐震荡电路14向计数电路13的清零端输出高电平复位信号之前，就有脉冲信号使得接有驱动电路15的计数电路13的第八输出脚位输出高电平，受计数电路13输出高电平的驱动，驱动电路15工作，并带动继电器16动作，使继电器16吸合，则假负载20通过继电器与风力发电机10相连接，由于风力发电机10带上了假负载20，风力发电机10的转速就会降下来，当风力发电机10的转速下降后，由整形电路12输出的脉冲信号的转回正常，多谐震荡电路14向计数电路的清零端按常规输出高电平复位信号，使计数电路13中与驱动电路15输入相连接的第八输出脚位输出低电平，驱动电路15不工作，继电器16释放，则假负载20与风力发电机10之间断开连接，从而实现了对风机是否带假负载进行控制。
本发明的基于风力发电机数字转速测量的控制电路，通过改变多谐震荡器14的震荡频率，可以对风力发电机10的转速进行大范围设定，选择不同的计数电路13输出脚位的接法，即将驱动电路15的输入接在计数电路13不同的输出脚位上，可以对发电机10的转速进行小范围设定(即实现了精确设定)，通过大范围的设定和小范围的设定，即可得到准确的风力发电机的转数，并由此实现了根据风力发电机数字转速的测量来进行控制。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的基于风力发电机数字转速测量的控制电路，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。