一种用于转子参数测量的电压自适应无线电能控制电路的制作方法

1.本发明属于发动机转子参数测量技术领域，具体为一种用于转子参数测量的电压自适应无线电能控制电路。


背景技术：

2.发动机转子参数测量中，由于发动机转子不停的进行高速转动，因此转子参数测量过程中需要通过无线电能传输技术进行供电。
3.由于无线电能传输效率易受转子轴向、径向窜动和环境温度的影响，为保证正常供电电压，在转子参数测量过程中通常需要人工监测并调节电压，但是由于窜动规律不可控，电能的调节实时性不可靠，影响数据测量。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于转子参数测量的电压自适应无线电能控制电路，其在发动机转子参数测量时可实现供电电压实时、可靠的自适应调节，从而避免转子轴向、径向窜动和环境温度对供电效率的影响。
5.实现发明目的的技术方案如下：一种用于转子参数测量的电压自适应无线电能控制电路，包括高频逆变器、初级线圈、次级线圈、二极管全桥整流器，二极管全桥整流器的输出端与负载连接。
6.还包括并联在所述负载两端的测量电路，所测量电路包括串联的激光二级管、电阻；
7.所述激光二级管的同轴线上设有光电晶体管，所述光电晶体管经反馈电阻与比例积分器串联，且所述比例积分器的另一端与所述高频逆变器连接。
8.进一步的，所述激光二级管与所述电阻之间还设有补偿电阻，ntc热敏电阻随温度的阻值变化量δr根据激光二级管随温度的功率变化量δp确定。
9.进一步的，所述激光二级管设置在发动机转子轴端位置，所述光电晶体管设置在所述发动机静子轴端位置，且所述激光二级管与所述光电晶体管之间的距离为1mm～10mm。
10.进一步的，所述激光二级管和所述光电晶体管的工作温度范围为-10～60℃。
11.进一步的，所述初级线圈与所述次级线圈在同一轴线上，且所述初级线圈与所述次级线圈之间的距离为1mm～10mm。
12.进一步的，所述初级线圈与所述光电晶体管(在同一径向端面上；
13.所述次级线圈与所述激光二级管在同一径向端面上。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计的电压自适应无线电能控制电路，其在发动机转子参数测量时可实现供电电压实时、可靠的自适应调节，从而避免转子轴向、径向窜动和环境温度对供电效率的影响。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明用于转子参数测量的电压自适应无线电能控制电路的电路图；
17.其中，1.高频逆变器；2.初级线圈；3.次级线圈；4.二极管全桥整流器；5.负载；6.比例积分器；7.反馈电阻；8.光电晶体管；9.激光二级管；10.补偿电阻；11.电阻。
具体实施方式
18.下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
19.在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
20.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
21.本具体实施方式提供了一种用于转子参数测量的电压自适应无线电能控制电路，如图1所示，电压自适应无线电能控制电路包括高频逆变器1、初级线圈2、次级线圈3、二极管全桥整流器4，二极管全桥整流器4的输出端与负载5连接，次级线圈3输出的交流电经二极管全桥整流器4整流后为负载5提供电能，高频逆变器1设在试验台架上，用来提供高频交流电；初级线圈2设在发动机静子上且与高频逆变器1连接，用于根据高频逆变器1产生的高频交流电产生磁场；次级线圈3安装在发动机转子上，且次级线圈3与初级线圈2在同一轴线上，且根据初级线圈2产生的磁场生成交流电；二极管全桥整流器4安装在发动机转子上，且与次级线圈3串联，用于将次级线圈3产生的交流电变为直流电并提供给负载5使用。
22.如图1所示，电压自适应无线电能控制电路还包括并联在所述负载5两端的测量电路，所测量电路包括串联的激光二级管9、电阻11。
23.如图1所示，所述激光二级管9的同轴线上设有光电晶体管8，所述光电晶体管8经反馈电阻7与比例积分器6串联，且所述比例积分器6的另一端与所述高频逆变器1电连接。
24.在一个实施中，如图1所示，由于激光二级管9的电流会随环境温度升高而减小，从而出现温漂问题，因此所述激光二级管9与所述电阻11之间还设有补偿电阻10，优选的，所述补偿电阻10为ntc热敏电阻，ntc热敏电阻与激光二级管9对环境温度的特征相反，具有电阻值随温度增大而减小的特性，能够起到一定的温漂平衡作用。更优的，ntc热敏电阻随温
度的阻值变化量δr根据激光二级管9随温度的功率变化量δp确定，其中δp由激光二级管9的温漂特性曲线获取。
25.在一个实施中，所述激光二级管9设置在发动机转子轴端位置，所述光电晶体管8设置在所述发动机静子轴端位置，且所述激光二级管9与所述光电晶体管8之间的距离为1mm～10mm。
26.在一个实施中，所述初级线圈2与所述次级线圈3在同一轴线上，且所述初级线圈2与所述次级线圈3之间的距离为1mm～10mm。
27.在一个实施中，所述激光二级管9和所述光电晶体管8的工作温度范围为-10～60℃。
28.在一个实施中，所述初级线圈2与所述光电晶体管8在同一径向端面上；
29.所述次级线圈3与所述激光二级管9在同一径向端面上。
30.本具体实施方式中，电压自适应无线电能控制电路对电能自适应调节的原理为：
31.高频逆变器1产生高频交流电，初级线圈2根据高频交流电产生高频交变磁场，此时次级线圈3根据高频交变磁场生成交流电，在二极管全桥整流器4整流作用下形成输出给负载5的电能；
32.测量电路能够测量负载5两端的电压v
l
，具体的，激光二级管9发出的光强度与测量电路的电流成正比，此时i
d2
＝(v
l-v
d2
)/(r2+r
ntc
)，i
d2
为电流，v
d2
为激光二级管9电压，r2为电阻11的电阻值，r
ntc
为补偿电阻10值；
33.光电晶体管8接收激光二级管9发出的光并输出电流i
d1
，i
d1
与激光二级管9光强度成正比，即i
d1
与测量电路电流i
d2
成正比，反馈电阻7与光电晶体管8串联，因此反馈电阻7的电流i
r1
与i
d1
相等，反馈电阻7的电压v
r1
与i
r1
成正比，因此反馈电阻7的电压v
r1
与负载5的电压v
l
之间为单调递增函数关系，因此当获取反馈电阻7的电压v
r1
后，通过v
l
＝c0+c
1vr11
+c
2vr12
+c
3vr13
+c
4vr14
+c
5vr15
+c
6vr16
，v
r1
为反馈电阻7两端电压，c0～c6为校准系数。
34.在比例积分器6中，比例积分器6根据负载5设定的电压与反馈电阻7电压v
r1
进行比例积分，即可实现控制高频逆变器的能级输出，从而稳定负载5两端电压v
l
。
35.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
36.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。