Устройство для измерения электромагнитного момента асинхронного двигателя

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытаниях электрических машин и электроприводов. Целью изобретения является повишение точности. Сигнал датчика 1 фазного напряжения поступает на одинвход сумматора 4, на другой вход которого поступает сигнал с датчика 2 фазного тока и на выходе сумматора 4 преобразуется в сигнал, пропорциональный ЭДС фазы статора, который через блок 12 выделения модуля подается на первый вход блока 11 умноже1 ния и один вход сумматора 5, а также через фильтр 9, компаратор 10,модулятор 7 - на другой вход сумматора 5, сигнал которого, пройдя через блок 8 полупериодного интегрирования, поступает на второй вход блока 11 умножения , из выходного сигнала которого в сумматоре 6 вычитается сигнал от источника 13 опорного напряжения.Сиг1 нал на выходе сумматора 6 пропорционален электромагнитному моменту двигателя . 3 ил. о (О (Л с

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1) .С О! L. 3/!О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4634506/10 (22) 09.01.89 (46) 28.02.91. Бюл. !! - 8 (71) Пермский политехнический инсти тут (72) М.Я.Кравицкий, С.B.Поносов и А.В.Рот (53) 531.781 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !

1- 691703, кл. G 01 L 3/10, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N- 1545107, кл. G OI L 3/10..(54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО МОМЕНТА АСИНХРОННОГО

ДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытаниях электрических машин и электроприводов.

Целью изобретения является повыИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытаниях электрических машин и электроприводов °

Цель изобретения — повышение точностии.

На фиг, представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — структурная схема блока полупериодного интегрирования; на фиг.3 — структурная схема блока выделения модуля.

Устройство для измерения электромагнитного момента асинхронного дви гателя содержит датчик 1 фазного напряжения статора, датчик 2 фазного

„„SU„„1631322 А 1

2 шение точности. Сигнал датчика 1 фазного напряжения поступает на один» вход сумматора 4, на другой вход которого поступает сигнал с датчика 2 фазного тока и на выходе сумматора 4 преобразуется в сигнал, пропорциональный ЭДС фазы статора, который через блок 12 выделения модуля подается на первый вход блока 11 умноже ния и один вход сумматора 5, а также через фильтр 9, компаратор 10,модулятор 7 — на другой вход сумматора 5, сигнал которого, пройдя через блок 8 полупериодного интегрирования, поступает на второй вход блока 11 умножения, из выходного сигнала которого а

Щ в сумматоре 6 вычитается сигнал от источника 13 опорного напряжения.Сиг- /Р

М3 нал на выходе сумматора 6 пропорционален электромагнитному моменту дви- С гателя. 3 ил. тока статора, усилитель 3, три сумматора 4-6, модулятор 7, блок 8 полупериодного ингерирования, фильтр 9,компаратор IO, блок 11 умножения, блок

12 выделения модуля, а также источник

l3 опорного напряжения.

Блок 8 полупериодного интегриро,вания (фиг.2) предназначен для формирования интеграла от входного сигнала на каждом полупериоде ЭЧС статора и хранения этого интеграла в течение. следующего полупериода.

Блок 8 полупериодного интегрирова! ния содержит логический элемент

HE 14, четыре ключа 15-!8, два интег1631322 ратора 19 и 20 и две схемы 21, 22 выборки и хранения.

Блок 12 вьщеления модуля (фиг.3) содержит входной фильтр 23,выпрямитель 24 и выходной фильтр 25,причем вход фильтра 23 является входом блока 12.

Устройство работает следующим образом. l0

На первый вход сумматора 4 подается сигнал, пропорциональный мгновенному значению напряжения фазы статора, которое может быть представлено в виде ряда 15

U - ЕЪ„ ° sinkc,t,. (1)

ВаК

К=! где k — номер гармоники;

Us„, - амплитуда k гармоники напря- 20 жения;

Ы вЂ” круговая частота l-of.. гармоники напряжения.

На второй вход сумматора 4 подается инвертированный сигнал,пропор- 25 циональный падению напряжения в фазе статоре.

Сигнал на выходе сумматора 4 пропорционален мгновенному значению

ЭДС фазы статора 30 е =(.1 - r( где r — активное сопротивление

I фазы статора;

i — мгновенное значение тока фазы статора.

Сигнал ЭДС, проходя через фильтр

9 и компаратор 10, приобретает прямоугольную форму. Этот сигнал управляет работой модулятора 7 и блока 8 40 полупериодного интегрирования.

Сигнал ЭДС проходит также через блок 12 вьщеления модуля, величина выходного сигнала которого пропорциональна амплитуде 1-ой гармоники 45

ЭДС

0(к 1 Г ебФ (3)

В общем случае сигнал тока также содержит в своем составе высшие гармонические составляющие и может быть представлен рядом:

" — i< „sin(k(k1,t + (";„) (4)

Kel где i S — амплитуда К-ой гармоники 55 б(к тока статора; фк — начальная фаза k-ой гармоники тока статора.

UK = K,k)QiK„„sin(kQ,t +,„)dt

Ка1 ьр, ОО

631 „, K Н Ре<.

2Kng, ) К у, ОО

>5%K — — — cosã0, к- (7 к где е(время опережения сигналом 1-ой гармоники

ЭДС сигнала 1-ой гармоники напряжения; начальная фаза 1-ой гарМоННЕН ЭДС;

Т = — -- — период сигналов 1-ой (О, гармоники, с; (— разность фаз между 1-ой гармоникой ЭДС и k-ой гармоникой тока.

На первый вход блока 11 умножения подается постоянный сигнал, пропорциональный первой гармонике ЭДС, а на второй вход блока 11 умножения подается сигнал с выхода блока 8 полупериодного интегрирования. Таким образом, на выходе блока 11 умножения будет сигнал; оо . (б)

Е5В - inurn

U =* К1 — --- — — — costi ((Г1 3 Я, а к(Этой фбфмулой определяется величина оценки среднего момента асинхронного двигателя.

Для учета потерь в стали сигнал, пропорциональный модулю ЭДС, с выхода блока 12 вьщеления модуля поступает на вычитающий вход сумматора 5

Этот сигнал с выхода датчика 2 фазно го тока с тато ра по с туп ает на вход модулятора 7, выходной сигнал которого повторяет форму сигнала тока при положительной полуволне ЭДС и соответствует инвертированному сигналу тока при отрицательной полуволне ЭДС.

Среднее значние выходного сигнала модулятора 7 на полупериоде ЭДС имеет смысл проекции фазного тока на фазную ЭДС статора.

Выделение постоянной составляющей сигнала модулятора 7 осуществляется блоком 8 полупериодного интегрирования, в котором одновременно производится деление на частоты в соответствии с выражением (teats 163 Ei

U = -К п ;.1, °

Риг. 1

Риг. 2 и в блоке 3 периодного интегрирования и делится на частоту в соответствии с выражением

Этот сигнал поступает на вход блока ll умножения, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный модулю ЭДС. Выходной сигнал блока 11 умножения, характеризующий долю оценки момента от потерь на вихревые токи, имеет вид

U =-К е 51Я1 (8) п — п

С выхода источника 13 опорного напряжения снимается постоянный сигнал U > соответствующий доле оценки момента от потерь на гистерезис.

Таким образом, на выходе сумматора б действует сигнал, пропорциональный оценке среднего электромагнитного момента с учетом потерь в стали.

Формула изобретения

Устройство для измерения электромагнитного момента асинхронного дви!

322

6 гателя, содержащее блок умножения, три сумматора, фильтр, датчик фазного напряжения и датчик фазного тока, подключенные к соответствующим вхо5 дам первого сумматора, модулятор, соединенный первым входам с датчиком фазного тока, и блок выделения модуля, подключенный к первому входу блока умножения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены источник опорного напряжения, блок полупериодного интегрирования и компаратор, подключенный входом через фильтр к выходу первого сумматора и входу блока выделения модуля, а выходом — к управляющему входу блока полупериодного интегрирования и второму входу модулятора,под20 ключенного выходом к первому входу второго сумматора, второй вход которого подключен к первому входу блока умножения, а выход — через блок полупериодного интегрирования к второму

25 входу блока умножения, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, подключенного вторым входом к источнику опорного напряжения.

)631322

Составитель А.Амаханов

Техред Л.Сердюкова

Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Редактор И.Сегляник,Заказ 536 Тираж 347 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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