Устройство для контроля мертвого хода механической передачи электропривода

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - повышение точности безразборного контроля мертвого хода - достигается за счет оперативного измерения электромеханической постоянной времени электродвигателя Т<SB POS="POST">дв</SB> при измерении мертвого хода α в процессе эксплуатации электродвигателя. Электропривод дополнительно снабжен интегрирующей цепью, узлом выделения экстремума напряжения, электронным ключом, инвертором, двумя элементами И, триггером и счетчиком с индикацией. Для вычисления Т<SB POS="POST">дв</SB> используется второй вычислитель, выходные данные которого применяются для коррекции расчета α первым вычислителем. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ го элемента И 5 подключен к выходу генератора 8 импульсов, Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные интегрирующую цепь 9, . Ql узел 10 выявления экстремума напряже- ЯД ния, электронный ключ 11, инвертор

12, второй логический элемент И 13, второй триггер 14 третий логический элемент И 15, второй счетчик 16 с индикацией и второй вычислитель 17, Вход интегрирующей цепи 9 подключей к выходу датчика..1 якорного тока электродвигателя, выход электронного ключа 11 соединен с вторым входом второго триггера 14, Выход формирователя 3 импульсов подключен к второ- Ъ му входу второго логического элемента И 13, Выход генератора 8 импульсов подключен к второму входу третьего логического элемента И 15. Первый вычислитель 7 снабжен вторым входом, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О П!РЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4359894/24-07 (22) 05.01.88 (46) 15,04.90. Бюл, Ф 14 (72) А.И.Анкудинов, В,И,Кравец, M.ß.Ñåì÷åHêî и В,И,Фоменко (53) 621,313(088,8) (56) Авторское свидетельство ГССР

11 - 896390, кл, G 01 В 7/30; 1978.

Авторское свидетельство СССР

1"- 1277301, кл, Н С? К 7/10, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕРТВОГО ХОДА МЕХАНИЧЕГКОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА (57) Изобретение относится к электромашиностроению, Цель изобретения

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к устройствам измерения мертвого хода механизмов электроприводов постоянного тока.

Цель изобретения — повышение точности безразборного контроля мертвого хода, На фиг.! представлена блок-схема устройства для контроля мертвого хода механической передачи> на фиг,2— электрическая схема индикатора экстремума напряжения; на фиг.3 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство для контроля мертвого хода механической передачи электропривода содержит последовательно соединенные датчик 1. якорного тока элек» тродвигателя 2, формирователь 3 импульсов, триггер 4, логический элемент И 5, счетчик 6 с индикацией и вычислитель 7. Второй вход логическоповышение точности безразборного контроля мертвого хода — достигается за счет оперативного измерения электромеханической постоянной времени электродвигателя Т при измерении мертвого хода р в процессе эксплуатации электродвигателя. Электропривод дополнительно снабжен п1 тегрирующей цепью, узлом выделения экстремума напряжения, электронным ключом, инвертором, двумя элементами И, триггером и счет:иком с индикацией. Для вычисления Т используется второй вычислитель, выходные данные которого применяются для коррекции расчета о!. первым вычислителем. 3 ил.

1557633

1 +Т S ет вид подключенным к выходу второго вычислителя 17. Электродвигатель 2 через механическую передачу 18 соединен с нагрузкой 19, 1

Устройство работает следующим образом.

Перед началом процесса измерения мертвый ход ь механической передачи

18 устанавливают н максимальное поло- !О жение. Запоминающий конденсатор С. индикатора !О.экстремума напряжения (фиг,2) ключом S предварительно разряжают. Генератор 8 импульсов вырабатывает импульсы ив с периодом следования Тц (фиг.Зд)„ которые подаются на второй вход логического элемента

И 5 и на второй вход логической схемы И 15, На первом входе логического

:элемента, И 5 и на первом входе логи- 2г! ческой схемы И 15 сигналов нет, и они закрыты, так как на выходах триггеров 4 и 14 присутствуют низкий потенциал, На второй нхоц логического элемента И 13 подается высокий потенциал 25

u1 (фиг.Зи), но на перном входе логического элемента И !3 потенциал низкий и он закрыт.

В момент времени t« (фиг,3) запускается приводной двигатель 2. В обмотке якоря двигателя 2 возникает импульс пускового тока, который вызывает импульс напряжения на датчике 1

u «(t „)=U + 6!1, где U †.напряжение на датчике I в установившемся- режиме работы двигателя 2 при холостом ходе; Ь!! — приращение напряжения на датчике 1 в пусковом режиме, Фронт импульса напряжения датчика 1 подается на формирователь 3 импульсов, 41! где дифференцируется, усиливается и ограничивается, Сформированный .импульс напряжения формирователя 3 u>(t1) подается на вход триггера 4 и переводит его н состояние, характериэуе- 45 мое высоким потенциалом на выходе

u («) . С выхода триггера 4 высокий потенциал uq(t,) подается на первый вход логического элемента И 5, кото- рый с момента времени С« пропускает импульсы,,вырабатываемые генератором

8 импульсов, на счетчик 6, который начинает счет импульсов, Выходной сигнал интегрирующей RC-цепи 9 в момент времени t остается равным нулю:

u (t )=О следовательно, выходные

З 1 « сигналы индикатора 1О экстремума напряжения и электронного ключа 11 остаются равными нулю: u,„,("1)=0 и и 11(t1)=0,. а на выходе инвертора

12 остается высокий потенциал U«<(t), который поступает на нторой вход логического элемента И 13, На первый вход логического элемента И 13 в момент времени t поступает импульс

u>(t<) с формирователя 3 импульсов, и логический элемент И 13 пропускает его на второй вход триггера 14 и переводит его н состояние, характеризуемое высоким потенциалом на выходе

u ««(t «), С выхода триггера 14 высокий потенциал и«4 (t1) подается на первый вход логического элемента И

15, который с момента времени t 1 пропускает импульсы, вырабатываемые генератором 8 импульсов, на счетчик 16 который начинает счет импульсов.

В интервале времени t 1 g t c (фиг.З) двигатель 2 приходит но вращение, пусковой ток и напряжение на датчике 1 u уменьшается по экспонен( те. Тихоходный вал механической передачи 18 не двигается, так как мертый ход не выбран. Счетчик б производит счет импульсов, поступающих с генератора 8 импульсов, через открытый логический элемент 5. Входной сигнал счетчика и6 показан на фиг.Зе. В

Интервале времени t1 c c t< выходной сигнал интегрирующей цепи 9 и « нанарастает, Выходной сигнал датчика имеет

t вид u (t)= QU +U, е о изображение

1 по Лапласу

Д1 ТАS Ц и (S) — — — --- + — )

1+Тд, Я S где S — - оператор Лапласа, Передаточная функция интегрирующей RS-цепи 9 имеет вид где T=RC — рассчитанная и изнестная с высокой степенью точности постоянная времени интегрирующей RC-цепи g

Величина постоянной времени Т интегрирующей КС-пепи 9 выбирается иэ условия Т >>.Т.

Изображение по Лапласу выходного сигнала интегрирующей RC-цепи 9 име!

Ы Тл U

-х . + (!+ТА,Б) (1+TS) S(1+TS) (2) 5 155

Выполнив обратное преобразование

l1апласа, находим оригинал мгновенного значения выходного сигнала u (t) интегрирующей RC-цепи 9:

«1

u (t) = †- (е - е ) + ьи т, ТА Т ь т

+ U(1-e ) .

Взяв первую производную от выражения (1 ), приравняв ее нулю, после преобразований получаем трансцендентное выражение для определения времени достижения экстремума t (фиг.Зб) выходным сигналом и9 интегрирующей

RC-цепи 9:

+Т4Ь .«Т

=е -с, = -1n()>

Т ТА, ТД+ К

3 ТАЬТ Т ь где К.=5U/U — кратность пускового наi1, пряжеййя на датчике 1 в режиме холостого хода двигателя 2; величина

Кя определяется с высокой точностью перед установкой двигателя 2 в изделие, где он выполняет свои рабочие функции, В интервале времени t. c t < t< выходной сигнал и,1 интегрирующей КС-цепи 9 апериодически нарастает до экстремального значения и поступает на индикатор 10 экстремума, электрическая схема которого представлена на фиг.2. Через диод V (фиг,2) .заряжается запоминающий конденсатор С (фиг.2) до мгновенного значения выходного сигнала и интегрирующей. RC-цепи

9. Напряжения на обоих входах операционного усилителя (фиг,2) остаются одинаковыми и меняются синхронно, поэтому выходной сигнал u,ä (фиг,Зж) индикатора экстремума напряжения остается равным нулю, следовательно, в интервале времени t c t с t< счетчик

16 осуществляет счет импульсов, поступающих с генератора 8 импульсов. Через открытый логический элемент

И 15, Входной сигнал счетчика 16 и« показан на фиг.Зл, При t ) t<мгновенное значение выходного сигнала ы 9 (фиг,36) интегрирующей RC-цепи 9 становится меньше экстремального значения„,диод V (фиг,2) индикатора 10 экстремума напряжения закрывается, так как напряжение на за.поминающем конденсаторе С (фиг,2) становится больше выходного сигнала и и

7633 6 интегрирующей RC — öåïè 9. На выходе операционного усилителя (фиг.2) инди" катора 10 экстремума напряжения появляется выходной сигнал и<,> (фиг.Зж), который подается на электронный ключ

11 и переводит его в состояние, характеризуемое высоким потенциалом на вы" ходе 1 (фиг.Зз), Выходной сигнал с электронного ключа 11 поступает на первый вход триггера 14 и инвертор

12, который закрывает логический элемент И 13 по второму входу. Триггер

14 переходит в состояние с низким потенциалом на выходе и, (фиг.Зк), закрывает логический элемент И 15, Поступление импульсов с генератора 8 импульсов на вход счетчика 16 прекращается (фиг.Зл). В счетчике 16 запи20 сано число импульсов m, сосчитанное за время достижения экстремума выходным сигналом и (фиг.36) интегрирующей RC-цепи 9:

25 (3) которое подается на вычислитель 17, Вычислитель 17 по известным значениям t, Т и К д производит расчет численным методом величины Tp,q иэ

30 трансцендентного выражения (2). При подстановке в выражение (2) Т и в секундах результат определения электромеханической постоянной времени двигателя Тдр получают также в секундах, Величина ТА из вычисли35 теля 17 поступает в вычислитель 7.

Б интервале времени t< с t c (фиг,3) двигатель 2 продолжает вращение, пусковой ток и напряжение на

4р датчике 1 и< продолжает уменьшаться по экспоненте (фиг.За), тихоходный вал механической передачи 18 остается неподвижным, так как мертвый ход еще не выбран, Счетчик 6 про45 должает счет импульсов, поступающих с генератора 8 импульсов через открытый логический элемент И 5. Входной сигнал u Pt) счетчика 6 показан на фиг,Зе.

В момент времени С (фиг.З) мертвый ход выбран, приводится во вращение тихоходный вал.механической передачи 18, нагрузка на двигатель

2 скачкообразно возрастает, что вы55 зывает импульс тока якоря двигателя

2 и импульс напряжения на датчике 1

u (t ), фиг,За, Импульс напряжения ,датчика 1 поступает на формирова тель 3 импульсов, который вырабатыва1557633

t2 t5 "< nTN% (4) которое подается на вычислитель 7, Вычислитель 7 реализует функцию вычисления мертвого хоца.

П и тАв ф.- 6Q (eTÄ-Т (1-e ), (5) где Я. — номинальная скорость вращения двигателя 1, об/мин;

Т вЂ” электромеханическая пос тояндв ная времени двигателя 1, с;

Т вЂ” период повторения импульсов и генератора 8, с )

n — количество импульсов, сосчитанное счетчиком 9, — величина безразмерная, При подстановке в формулу (5) величин в указанных размерностях результат вычисления мертвого хода чолучают в градусах, 35

Формула изобретения

Устройство для контроля мертвого хода механической передачи электропри-g0 вода, содержащее последовательно соединенные датчик якорного тока-электро- двигателя, формирователь импульсов, триггер, логический элемент И, счетчик с индикацией и вычислитель, второй вход логического элемента И подет второй импульс u>(tq). Так как логический элемент И 13 "закрыт, то импульс u>(t>) с формирователя 3 импульсов поступает только на триггер 4 и переводит его в состояние нулезоS

ro потенциала на выходе u<(t>), фиг.Зг, Нулевой потенциал выхода триггера 4 подается на логический элемент И 5 и закрывает его. Поступление импульсов и8 (фиг.Зд) с генератора 8 импульсов на вход счетчика 6 прекращается, В счетчике 6 записано число импульсов и сосчитанное за время выбора мертвого хода ф :

15 ключен к выходу генератора импульсов, а вычислитель реализует функцию оТ

6 а. и Т -Т (1-е тю ) и Ае отличающееся тем, что, с целью повышения точности безразборного контроля мертвого хода, в него введены последовательно соединенные интегрирующая цепь, узел выявления экстремума напряжения, электронный ключ, инвертор, второй логический элемент И, второй счетчик с индикацией и второй вычислитель, вход интегрирующей цепи подключен к выходу датчика якорного тока электродвигателя, выход электронного ключа соединен с вторым входом второго триггера, выход формирователя импульсов подключен к второму входу второго логического элемента И, выход генератора импульсов подключен к второму входу третьего логического элемента И, первый вычислитель снабжен вторым входом, подключенным к выходу второго вычислителя, реализующего функцию

Т„+- — Т

Т ТАЬ Ае Кп

t — -ln (— — — — -), Еде-Т Т где oL — мертвый ход

Й), — номинальная скорость вращения электродвигателя;

Т вЂ” электромеханическая постоде янная времени электродвигателя;

Т и — период повторения импульсов генератора импульсов; и — количество импульсов, подсчитанных первым счетчиком; — время достижения экстремума напряжения, Т вЂ” постоянная времени интегрирующей цепи;

К вЂ” кратность пускового напряи жения электродвигателя.

1557633

1557633

А

Составитель Т.Рожкова

Редактор А,Огар Техред А.Кравчук Корректор Л,Бескид

Заказ 721 Тираж 440 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьгтиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101 °