Характериограф

Авторы патента:

G01P3/44 - для измерения угловой скорости (G01P 3/56 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2439583:

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике, используемой при испытаниях двигателей. Устройство содержит датчик ускорения, интегратор, устройство питания, усилитель и согласующее устройство. Датчик углового ускорения выполнен в виде двух расположенных с зазорами магнитно не связанных магнитопроводов, перемещаемых по высоте на штативе так, что в эти зазоры входил закрепляемый на валу испытуемого двигателя немагнитный токопроводящий диск. При этом обмотка, расположенная на одном магнитопроводе, подключена под постоянное напряжение, а обмотка на другом магнитопроводе формирует напряжение, пропорциональное угловому ускорению испытуемого двигателя. После усиления этого напряжения на выходе устройства формируется сигнал, пропорциональный угловому ускорению, а после интегрирования и усиления - сигнал, пропорциональный угловой скорости испытуемого двигателя, согласующее устройство обеспечивает передачу этих напряжений на компьютер. Технический результат заключается в упрощении конструкции и повышении точности измерений. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, используемой при испытаниях двигателей.

Известен характериограф [1], использующий частотный таходатчик, дифференцирующее устройство, усилители и фильтры. Для повышения точности измерений у таких таходатчиков диск-модулятор закрепляют непосредственно на валу испытуемого двигателя.

Недостатком такого характериографа являются: сложность конструкции таходатчика, у которого из-за относительно малого числа зубцов диска-модулятора приходится применять встречно вращающийся модулятор или бегущую световую волну, а также необходимость полученный частотный сигнал сначала преобразовывать в сигнал, пропорциональный угловой скорости, затем его фильтровать, дифференцировать. При этом возникают погрешности, обусловленные неточным изготовлением диска-модулятора (изменяется шаг зубцового деления), а также при дифференцировании частотного сигнала незначительные пульсации угловой скорости приводят к существенным пульсациям углового ускорения, что приводит иногда к ошибочным результатам.

С другой стороны, известно применение асинхронного тахогенератора в качестве датчика углового ускорения [2]. Однако необходимость сочленять тахогенератор с испытуемым двигателем с помощью различных муфт приводит к пульсации углового ускорения с частотой вращения испытуемого двигателя (устранить несоосность тахогенератора и испытуемого двигателя практически невозможно). Так как пуск и реверс двигателей малой мощности проходит за время, равное одному-двум оборотам вала двигателя, то возникающие пульсации углового ускорения искажают характер переходного процесса, делая его порой просто недостоверным. Кроме того, выходное напряжение тахогенератора содержит высшие гармоники, обусловленные зубчатостью статора.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение точности измерений.

Предлагается характериограф, содержащий датчик ускорения, интегратор, устройство питания, усилитель и согласующее устройство, отличающийся тем, что датчик углового ускорения выполнен в виде двух расположенных с зазорами магнитно не связанных магнитопроводов, перемещаемых по высоте на штативе так, что в эти зазоры входил закрепляемый на валу испытуемого двигателя немагнитный токопроводящий диск, при этом обмотка, расположенная на одном магнитопроводе, подключена под постоянное напряжение, обмотка на другом магнитопроводе формирует напряжение, пропорциональное угловому ускорению испытуемого двигателя, после усиления этого напряжения на выходе устройства формируется сигнал, пропорциональный угловому ускорению, а после интегрирования и усиления - сигнал, пропорциональный угловой скорости испытуемого двигателя, согласующее устройство обеспечивает передачу этих напряжений на компьютер.

Полученные сигналы могут быть представлены на компьютере в виде зависимостей угловой скорости от времени ω(t) и углового ускорения от времени ε(t), которое после умножения на момент инерции ротора испытуемого двигателя может быть преобразовано в динамическую механическую характеристику М(n) - зависимость электромагнитного момента от частоты вращения двигателя во время переходного режима.

На фиг.1 представлен общий вид, а на фиг.2 - вид сверху характериографа.

На валу испытуемого двигателя 1 закреплен немагнитный токопроводящий диск 2. На штативе 3 могут перемещаться конструктивно объединенные два магнитопровода 4 с обмотками 5. Одна обмотка подключена под постоянное напряжение, формируемое в электронном блоке 6; с другой обмотки снимается напряжение, пропорциональное угловому ускорению ε ротора двигателя. Это напряжение U_ε в электронном блоке 6 с помощью интегратора преобразуется в напряжение U_ω, пропорциональное угловой скорости. После усиления оба напряжения через согласующее устройство выводятся на разъем, который может быть подключен к компьютеру. С помощью программы обработки результаты испытаний могут быть выведены на экран компьютера в виде зависимостей ε(t), ω(t), М(n). Эти же графики могут быть распечатаны на принтере.

Работает датчик углового ускорения следующим образом.

При прохождении постоянного тока по обмотке 5 создается постоянное магнитное поле в первом магнитопроводе 4. В зазоре этого магнитопровода вращается диск 2, и в нем наводятся вихревые токи, которые замыкаются за пределами первого магнитопровода и частично заходят в зону воздушного зазора второго магнитопровода. При изменении скорости вращения диска 2 вихревые токи в нем изменяются во времени, и это изменение токов приводит к изменению магнитного потока во втором магнитопроводе и возникновению в обмотке, расположенной на втором магнитопроводе, ЭДС, пропорциональной угловому ускорению. Эта ЭДС не содержит высших гармоник, как асинхронный тахогенератор, т.к. нет зубчатого статора. В ней нет пульсаций, пропорциональных частот вращения ротора, т.к. нет несоосности (диск закреплен непосредственно на валу двигателя).

После интегрирования этого сигнала получается напряжение U_ω, пропорциональное угловой скорости. При этом в отличие от операций дифференцирования, которые усиливают имеющиеся помехи, операция интегрирования, наоборот, сглаживает имеющиеся помехи. В результате этого исключается операция фильтрации сигналов.

Предлагаемый характериограф отличается простотой конструкции и высокой универсальностью. С его помощью можно испытать и малые и очень большие двигатели (изменяется только диаметр отверстия диска, закрепляемого на испытуемом двигателе). Непосредственное получение углового ускорения и последующая операция интегрирования позволяют получить сигналы практически без помех и технологических пульсаций, что существенно повышает точность измерений.

Литература

1. Потапов Л.А., Зотин В.Ф. Испытание микроэлектродвигателей в переходных режимах. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 104 с.

2. Казарян С.Т. Асинхронный тахометр как датчик угловых ускорений. // Изв. вузов. Электромеханика. - 1958. - №11. - С.37-41.

Характериограф, содержащий датчик ускорения, интегратор, устройство питания, усилитель и согласующее устройство, отличающийся тем, что датчик углового ускорения выполнен в виде двух расположенных с зазорами магнитно-несвязанных магнитопроводов, перемещаемых по высоте на штативе так, что в эти зазоры входил закрепляемый на валу испытуемого двигателя немагнитный токопроводящий диск, при этом обмотка, расположенная на одном магнитопроводе подключена под постоянное напряжение, обмотка на другом магнитопроводе формирует напряжение, пропорциональное угловому ускорению испытуемого двигателя, после усиления этого напряжения на выходе устройства формируется сигнал, пропорциональный угловому ускорению, а после интегрирования и усиления - сигнал, пропорциональный угловой скорости испытуемого двигателя, согласующее устройство обеспечивает передачу этих напряжений на компьютер.

Изобретение относится к области ориентации, навигации и управления подвижными объектами и предназначено для измерения угловой скорости. .

Способ и устройство для измерения угловой скорости // 2426131

Способ измерения угловой скорости // 2392625

Устройство измерения угловой скорости // 2387998

Изобретение относится к измерениям величины угловой скорости подвижного объекта с помощью гироскопического эффекта. .

Датчик углового положения и частоты вращения распределительного вала для системы зажигания // 2364746

Изобретение относится к системе зажигания двигателей внутреннего сгорания. .

Характериограф // 2334236

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерению параметров двигателей. .

Устройство для определения углового положения подвижного объекта // 2319157

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в навигации для определения угловых положений автоматических подводных, надводных и летательных аппаратов, в нефтепромысловой геофизике для определения углового положения буровой скважины.

Устройство для определения углового положения подвижного объекта // 2302006

Преобразователь угла, угловой скорости и углового ускорения вала в код // 2280322

Изобретение относится к области измерительной техники. .

Индуктивный датчик, прежде всего датчик частоты вращения // 2263922

Изобретение относится к индуктивным датчикам, прежде всего к датчикам частоты вращения. .

Датчик скорости ограниченного вращения // 2454673

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в сканирующих устройствах ограниченного вращения

Способ измерения угловой скорости // 2460078

Изобретение относится к области ориентации, навигации и управления подвижными объектами и предназначено для измерения угловой скорости

Способ измерения угловой скорости вращения трехфазного асинхронного электродвигателя // 2525604

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в электроприводах для измерения угловой скорости вращения в установившихся и переходных режимах. Способ заключается в измерении мгновенных значений фазных токов ia, ib и напряжений ua, ub на фазах А и В, подводимых к статору, температуры t п р проводников обмотки статора и частоты f основной гармоники напряжения статора трехфазного асинхронного электродвигателя, при известных активном сопротивлении обмотки статора R s , активном сопротивлении приведенного ротора R ′ r , полной индуктивности обмотки статора L s , приведенной полной индуктивности обмотки ротора L ′ r , взаимной индуктивности обмоток статора и ротора L μ . Определяют коэффициент α как отношение полной индуктивности обмотки статора L s к приведенной полной индуктивности обмотки ротора L ′ r , коэффициент β как отношение взаимной индуктивности обмоток статора и ротора L μ к приведенной полной индуктивности L ′ r , постоянную времени обмотки ротора T ′ r как отношение приведенной полной индуктивности L ′ r к приведенному активному сопротивлению обмотки ротора R ′ r . Определяют сопротивление обмотки статора с учетом температурного коэффициента, динамическую дифференциальную составляющую относительного значения угловой скорости, динамическую интегральную составляющую относительного значения угловой скорости и мгновенное значение угловой скорости. Затем, используя полученные значения, определяют угловую скорость вращения ω ( t ) трехфазного асинхронного электродвигателя. Технический результат заключается в повышении точности определения угловой скорости вращения в динамических режимах работы электропривода. 10 ил.

Устройство привода клапанов для двигателя внутреннего сгорания // 2526145

Изобретение может быть использовано в устройствах привода клапанов двигателей внутреннего сгорания. Устройство привода клапанов для двигателя внутреннего сгорания содержит основной кулачковый вал (1), первый установленный без возможности проворота и с возможностью аксиального смещения на основном кулачковом вале (1) кулачковый элемент (6), второй установленный без возможности проворота и с возможностью аксиального смещения на основном кулачковом вале (1) кулачковый элемент (11) и сенсорный блок (7). Первый кулачковый элемент (6) содержит первую шестерню (9) импульсного сенсора. Второй кулачковый элемент (11) содержит вторую шестерню (10) импульсного сенсора. На основном кулачковом вале (1) расположена третья установленная без возможности проворота и с аксиальной фиксацией шестерня (8) импульсного сенсора. Технический результат заключается в повышении надежности определения аксиального положения кулачковых элементов и радиального положения кулачкового вала. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Устройство управления микромотором // 2566734

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в стоматологической, ювелирной и косметологической технике. Техническим результатом является обеспечение максимально допустимой безопасной скорости вращения инструмента в зависимости от диаметра его рабочей части. Устройство управления микромотором выполнено с возможностью изменения скорости его вращения посредством регулятора (19) оборотов и снабжено указателем (1) максимально допустимой скорости вращения инструмента микромотора, выполненным в виде шкалы-определителя диаметра его рабочей части, разделенной на интервалы (2-13), маркировка которых идентична маркировке регулятора (19) оборотов. 4 ил.

Способ определения скорости вращения забойного бескомпрессорного двигателя // 2581616

Изобретение относится к забойным бескомпрессорным двигателям для вращения буровых долот. Технический результат - обеспечение возможности контроля и/или управления работой забойного бескомпрессорного двигателя. Система бурения, предназначенная для бурения буровой скважины, включает забойный бескомпрессорный двигатель, содержащий ротор, установленный с возможностью вращения внутри статора, буровое долото, соединенное с забойным бескомпрессорным двигателем и выполненное с возможностью передачи вращения ротора на буровое долото для его вращения в буровой скважине, и процессор. Ротор двигателя включает по меньшей мере один источник магнитного поля или детектор магнитного поля, а статор включает по меньшей мере один источник магнитного поля, если ротор включает детектор магнитного поля или включает по меньшей мере один детектор магнитного поля, если ротор включает источник магнитного поля. Процессор выполнен с возможностью управления забойным бескомпрессорным двигателем с использованием измерений, сгенерированных посредством по меньшей мере одного источника магнитного поля и по меньшей мере одного детектора магнитного поля. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 11 ил.

Способ оценки скорости железнодорожного транспортного средства // 2640313

Настоящее изобретение относится к способу оценки угловой скорости железнодорожного транспортного средства. Объектом изобретения является способ оценки угловой скорости железнодорожного транспортного средства, движущегося по пути, содержащего инерционный блок (14), содержащий, по меньшей мере, один датчик угловой скорости, при этом способ содержит этап измерения моментальной угловой скорости, выдаваемой датчиком. Способ содержит: этап определения отклонения угловой скорости, измеряемой вокруг, по меньшей мере, одной оси, при этом отклонение скорости принимают равным значению угловой скорости, измеряемой вокруг этой оси, когда указанная измеряемая угловая скорость является по существу постоянной в течение заранее определенного времени (T); и этап вычисления оценочной угловой скорости посредством вычитания ранее определенного отклонения скорости из измеренной угловой скорости. Технический результат - повышение точности сигнала угловой скорости без использования дополнительных датчиков. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.