[实用新型]一种旋转机械频率转换模块及三取二保护装置

说明书

本实用新型涉及一种旋转机械频率转换模块，包括输入输出接口、FPGA芯片、通讯接口和电源管理模块；所述FPGA芯片电性连接至输入输出接口和通讯接口；所述输入输出接口包括频率输入接口、模拟量输出接口、数字量输入接口、第一数字量输出接口，第二数字量输出接口和无源脉冲输出接口；所述电源模块外接电源输入。本实用新型提供的方案相较于传统技术，既能满足频率测量的准确性要求，又满足频率测量、控制和保护的通用性要求，实现输入测量及转换输出参数的设置，拓宽了频率测量和应用范围，在旋转机械转速监测、控制和保护控制方面有很好的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及一种旋转机械频率转换模块及三取二保护装置，尤其适合汽轮机、透平压缩机、膨胀机和燃气轮机等旋转机械频率信号的测量与转换。

背景技术

频率测量是旋转机械监测、控制和保护最基本、最重要的任务之一，其目标是获得准确、实时的频率信号并转换成系统监测、控制和保护所需的相应输出信号，目前频率测量转换装置分为专用和通用两类。

专用的频率测量转换装置，主要指一些控制系统厂商为实现旋转机械保护控制功能，在其控制系统平台基础上开发的专用频率测量模块，这些频率测量模块一般与其本身控制系统组合使用，通用性差，如各分布式控制系统（Distributed Control System，DCS）厂商开发的频率测量模块不能互换使用。

通用的频率测量转换装置，一般是一入一出的频率隔离器，即输入一路频率检测，输出一路对应转速的模拟量输出（4~20mA），模拟量输出用于转速监测和控制。

旋转机械转速测量主要采用磁阻式传感器，对于可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）系统，一般只有脉冲输入卡件，无法直接接收磁阻式转速传感器来的信号，所以只能采用通用的频率测量转换装置的转速模拟量输出（4~20mA），而模拟量输出对应转速分辨率较低，影响了PLC系统的转速监测和控制精度。

因此目前需要开发一种频率转换模块，既能满足频率测量的通用性要求，又满足频率测量、控制和保护的准确性和实时性要求。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种旋转机械频率转换模块及三取二保护装置，能够满足频率测量的通用性要求，又满足频率测量、控制和保护的准确性和实时性要求。

本实用新型的技术方案如下所示：

一种旋转机械频率转换模块，包括输入输出接口、FPGA芯片、通讯接口和电源管理模块；所述FPGA芯片电性连接至输入输出接口和通讯接口；所述输入输出接口包括频率输入接口、模拟量输出接口、数字量输入接口、第一数字量输出接口，第二数字量输出接口和无源脉冲输出接口；所述电源模块外接电源输入。

优选的，所述频率输入接口经整形滤波器、滞回比较器、第一隔离器电性连接至FPGA芯片。

优选的，所述模拟量输出接口经A/D转换器、第二隔离器电性连接至FPGA芯片。

优选的，所述数字量输出接口经光电耦合器电性连接至FPGA芯片。

优选的，所述光电耦合器为PhotoMOS管。

优选的，所述数字量输入接口经光耦隔离器电性连接至FPGA芯片。

优选的，所述无源脉冲输出接口经高速三极管、三极管驱动芯片电性连接至滞回比较器与第一隔离器之间。

优选的，所述通讯接口经电平转换器、第三隔离器电性连接至FPGA芯片。

优选的，所述通讯接口采用Modbus RTU通讯协议，用于设置测速齿盘齿数、报警转速、报警死区、报警输出方式、报警输出延时时间、模拟量输出转速上下限等参数以及用于读取实际转速值。