Устройство для измерения электромагнитного момента асинхронного двигателя

 

Изобретение опосится к измерительной технике и может быть использовано для определения электромагнитного момента частотно-регулируемы асинхронных электроприводов с инвергорными преобразователями частоты . Целью изобретения является повышение точности. Сигнал с датчика 1 фазного напряжения через блок 4 выде ieкия модуля поступает на один пход блока 11 умножения, на другой тх-г-; которого поступает сигнал с датчика 2 фазного тока, прошедший через непочку из модулятора 6, сумматора 13 и блока 8 полупернодного интегрирования. Сигнал с блока 11 умножения поступает на один вход сумматора 12, нг. другой вход которого поступает сигнал с источника 14 опорного напряжения, а на третий - с датчика 2 фазного тока, последовательную цепь из блока 5 выделения модуля, квадратора 15, усилителя 3 и блока 7 полупериодного интегрирования . с датчика 1 фазного напряжения, пройдя через фильтр 9 и компаратор 10, управляет работой модулятора 6 к блокоа 7,8 пслупериодного интегрирования. Сигнал с выхода сумматора 12 пропорционален электромагнитному моменту двигателя . 3 ил. // гг

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК (1% (И! (q))5 G 01 L 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ К0ЦЩ ЕТ

Г!О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4634507/10 (22) 09.01.89 (46) 30.04.91. Вюл. М 16 (7I) Пермский политехнический институт (72) М.Я.Кривицкий, С,В.Поносов и А.В.Рот (53) 53 1. 78 1 (088. 8) (56) Авторское свицетель< тво СССР

Ы 691703, кл. С О! 1. 3/10, 1977.

Авторское свидетельство С CP

Я 1545107, кл. 0 01 L 3/10, 1.987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕН!лЧ Э1!ВКТРОИАГ!1!П НОГО MOME!!TA АСИНХРОННОГО

Д В И ГА ТЕ ПЯ (57) Изобретение относит".я к измерительной технике и может быгь использовано для определения электромагнитног о момента час т, тн о-ре г, лируемьгх асинхронных электроприводов с инверторными преобразователями частоты. Целью изобретения является повышение точнос.ги. Сигнал с датчика фаэн эго напряжения через блок 4 выделения модуля поступает на один вход блока 1! умножения, на другой чхг.-, которого поступает сигнал с датчика 2 фазного тока, прошедший через цепочку из модулятора 6, сумматора 13 и блока 8 полупернодного интегрирования. Сигнал с блока 11 умножения поступает на один вход сумматора 12, н;; другой вход которого поступает сигн" ë с источника 14 опорного напряжения, а на третий» с датчика " фазчого тока, последовательную цегь иэ блока 5 выделения модуля, квадратора 15, усилителя 3 и блок» 7 полупериодного интегрирования. Сигнал с датчика фаэноro напряжения, пройдя через фильтр 9 и компаратор 10, уппавляст работой модулятора б и блоков 7, 8 полупериодного интегрирования. Сигнал с выхода сумматора 12 пропорционален электромагнитному моменту двигателя. 3 ил.

1645856

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольгде k

1 501

k номер гармоники; амплитуда k-ой гарм<ники тока статора; частота 1-й гарме ники тока, начальная фаза k-ой гaptt< ttttt:tt

55 тока статора; к0 ф<1<нннент ttp0ttnptttt01t <ьИ,—

<<<1< Т!(зовано для определения электромагнитного момента частотно-регулируемых асинхронных электроприводов с инверторными преобразователями частоты.

Цель изобретения — поиьппение точности, 10

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - структурная схема блока полупериодного интегрирования, на фиг.3 — структурная схема блока вы- 15 деления модуля, Устройство для измерения электромагнитного момента асинхронного двигателя, содержит датчик 1 фазного напряжения статора, датчик 2 фазного 20 тока статора, усилитель 3, два блока

4 и 5 выделения модуля, модулятор б, два блока 7 и 8 полупериодного интегрирования, фильтр 9, компаратор

10, блок 11 умножения, два суммато- 25 ра 12 и 13, источник 14 опорного напряжения, квадратор 15. Блоки 7 и 8 полупериодного интегрирования (схема которых представлена на фиг. 2) предназначены для формирования ин- 30 теграла иэ входного сигнала на каждом полупериоде ЭДС статора и хранения этого интервала в течение следующего полупериода, Каждый блок 7 и 8 полупериодного интегрирования содержит логический элемент HE 16 четыре ключа 17-20, два интегратор-.

21 и 22 и две схемы 23 и 24 выборкихранения, Блок выделения модуля (фиг ° 3) со 40 держит выпрямитель 25, фильтр 26 и функциональный преобразователь 27.

Устройство рабртает следующим образом.

На информационный вход модулятора 45

6 поступает выходной сигнал датчика

2 фазного тока статора, который может быть представлен рядом

U< = К„1 = К„ z sttt(kQ

На вход управления модулятора 6 через фильтр 9 и компаратор 10 поступает выходной сигнал датчика 1 фазного напряжения статора, Благодаря компаратору 10 этот сигнал приобретает прямоугольную форму и точно совпадает по фазе с первой гармоникой фазного напряжения, Выходной сигнал модулятора 6 повторяет форму сигнала тока при положительной полуволне фазного напряжения статора и соответствует инвертированному сигналу тока при отрицательной полуволне напряжения. Сигнал модулятора 6 характеризует проекцию изображающего вектора тока фазы на вектор напряжения соответствующей фазы.

Выделение постоянной составляющей сигнала модулято <а 6 после суммирования в сумматоре 13 с выходным,сигналом блока 4 выделения модуля осуществляется блоком 8 полупериодного интегрирования, в котором одновременно производится деление на частоту в соответствии с выражением

U8 = К (1 ° sin(k(Q>t ,( 2 1ВФ<<

Ь к и &к

2К 12 16<< к

+

На первый вход блока 11 умножения подается постоянный сигнал с выхода блока 4 выделения модуля, пропорциональный модулю первой гармоники фазного напряжения, а на второй вход блока 11 умножения подается сигнал с выхода блока 8 полупериодного инте грирования . Таким образом, на выходе блока 11 умножения присутствует си гнал

СО

USN < 15t<

Выражение 3 характеризует деленное на частоту первой гармоники мгновенное значение активной мощности асинхронного двигателя с учетом высших гармоник фазного тока статора.

Для получения otteгки электромагнитного момента необходимо учесть электрич ские потери н обчотке с татора и магнитные ногери в стали статора

1 S рэе ярма х1 у!

5 164

Учет потерь в обмотке статора осуществляется на основе выражения е

Ь Р эв = г i i. та (5) где r — активное сопротивление фазы ! обмотки статора.

Сигнал, пропорциональный модулю первой гармоники фаэного тока статора, формируется блоком 5 выделения модуля, на вход которого подается выходной сигнал датчика 2 фаэного тока статора. При этом на выходе усилителя 3 формируется сигнал, пропорциональный электрическим потерям в статоре согласно выражению (5). Блок 7 полупериодного интегрирования осуществляет деление на частоту, следовательно, на выходе этого блока формируется сигнал

5856

5

15 момента от потерь на гистерезис М

Выходной сигнал блока 11 умножения поступает на первый вход сумматора 12, на второй"вход которого поступает сигнал U4 учитывающий потери на гистереэис, а на третий вход сумматора 12 поступает сигнал с выхода блока 7 полупериодного интегрирования, характеризующий потери в обмотке статора.

Таким образом, на выходе сумматора 12 действует сигнал, пропорциональный оценке среднего электромагнитного момента с учетом потерь в стали.

Формула изобретения

6Р эв

К у п Я, U зги, -К 1

11 Я (U

1 где U (7) 2

Usm<

-К

) П G3 (8) дпя учета потерь в стали сигнал, пропорциональный модулю напряжения, с выхода блока 4 выделения модуля

1 поступает на вычитающий вход сумма, тора 13, выходной сигнал которого поступает на вход блока 8 полупериодного интегрирования и делится на частоту в соответствии с выражением — доля выходного сигнала блока 8 полупериодного интегрирования, соответствующая учету потерь от вихревых токов.

После умножения на сигнал> пропорциональный модулю первой гармоники фазного напряжения статора, в блоке

11 умножения Hà его выходе получаем соответствующую составляющую сигнала в виде которая характеризует потери в стали от вихревых токов.

С выхода источника 14 опорного, напряжения снимается посToAHHblH оиг нал U «, соответствующий доле оценки

2S

Устройство для измерения электромагнитного момента асинхронного двигателя, содержащее блок умножения, два сумматора, фильтр, модулятор, бЛок выделения модуля, датчик фаэного тока, соединенный с первым входом модулятора, датчик фазного напряже: ния, соединенный через блок выделения модуля с первым входом блока умножения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности, в него введены источник опорного напряжения, два блока полупериодного интегрирования, квадратор, второй блок выделения модуля, подключенный входом к датчику фаэного тока, а выходом последовательно через квадратор и первый блок полупериодного интегрирования к первому входу первого сумматора, второй вход которого. соединен с источником опорного напряжения, а третий — с выходом блока умножения, первый вход которого под-. ключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом модулятора, а выход— через второй блок полупериодного интегрирования — к второму входу блока умножения, и компаратор, подключенный входом через фильтр к датчику фаэного напряжения, а выходом - к второму входу .модулятора и к управляющим входам блоков полупериодного интегрирования, 164 356.

Составитель А.Амаханов

Редактор С.Лисина Техред Л.Олийнык Корректор Т.Палий

Заказ 1346 Тираж 356 Подпи ное

ВНИИПИ Государственного комитета до изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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