Устройство для измерения скольжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное и авт. свид-ву— (22) Заявлено 30. 01. 80 (21) 2880678/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетОпубликовано 230%81. Бюллетень 89 35

Дата опубликования описания 230981 (51)М. Кл

G 01 P 3/56

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (53) УДХ 62-83г 621..313.333.062..4(088.8) (72) Автор изобретения

Е.А.Демин (j а 1,.

Львовский ордена Ленина политехнич акий. институт (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ

Изобретение относится к технике контроля и регулирования параметров вращения электрических машин и может быть использовано для измерения скольжения, т.е. относительной разности

5 частот вращения ротора и магнитного поля статора у асинхронных и синхронных электрических машин.

Известно устройство для измерения скольжения, выполненное на базе асинхронных машин с фазным ротором, у которых электродвижущая сила — ЭДС, снимаемая с колец фаэного ротора,пропорциональна скольжению f1 ).

Недостатком данного устройства является то, что ЭДС в фазном роторе имеет при малых скольжениях незначительную крутизну выходного напряжения, а напряжение на выходе имеет переменную частоту, что делает его мало пригодным для целей измерения, особенно в диапазоне малых скольжений.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения скольжения переменного тока машины, содержащее каскадную электрическую машину, состоящую из двух асинхронных машин, расположенных в общем корпусе, роторы которых расположены на одном валу, и жестко связаны с валом, контролируемой машины, а обмотки роторов включены последовательно-согласно (2 j.

Устройство работает следующим образом.

Генератор опорной частоты — n о подает трехфазное напряжение в статорную обмотку возбуждения одной иэ асинхронных машин каскада и создает в ней вращающееся магнитное поле, частота вращения которого регулируется изменением опорной частоты (no ).При вращении ротора, связанного с контролируемым объектом, в обмотках ротора индуктируется ток, пропорциональный разности частот опорной (n ) и вращения ротора (np).

Ток, протекающий через обмотку ротора второй асинхронной машины, возбуждает в ее статорной обмотке напряжение, которое через фильтр и фазочувствительный усилитель подается на нуль-индикатор, а также используется для регулирования скорости контролируемого объекта.

Недостатки устройства — сложность устройства иэ-за наличия большого количества элементов, входящих в измерительную цепь (эадающий генератор переменной частоты, измеритель час866477 тоты,нудь-орган, фильтры и др.), а также ручная настройка пр малый диапазон измеряемых скольжений, поскольку зона пропорциональности напряжения скольжению. обусловлена соотношением между активным и индуктивным сопротивлениями обмотки ротора. Последнее зависит от величины скольжения и становится соизмеримым и меньше активного сопротивления только при очень малых скольжениях.

Незначительные отклонения частоты опорного генератора вызывают значительные погрешности в измерении скольжений у.асинхронных и синхронных машин.

Цель изобретения - упрощение устройства, увеличение точности измерения скольжения и расширение диапазона измеряемых скольжений у асинхронных и синхронных электрических машин.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения скольжения, содержащее контролируемую электрическую машину переменного тока и каскадную электрическую машину, состоящую из двух асинхронных машин, расположенных в общем корпусе, ротора которых установлены на общем валу и жестко связаны с валом контролируемой машины, а обмотки роторов включены. последовательно-согласно, одна из статорных обмоток асинхронной машины каскада подключена к входу фазочувствительного усилителя или выпрямителя, введен стабилизатор напряжения, при этом выход статорной обмотки второй асинхронной машины каскада подключен через стабилизатор напряжения параллельно к выходу статорной обмотки контролируемой электрической машины и обе обмотки имеют одинаковое число пар полюсов и одинаковые добавочные сопротивления, установленные на роторе.

На фиг.1 представлена электрическая схема соединений элементов устройства для измерения скольжений; на фиг.2 — другой вариант этого устройства; на фиг.3 — зависимость ЭДС от скольжений (т.е. Е = f(S). устройство содержит контролируемую машину 1 переменного тока со статорной обмоткой 2 и ротором 3, каскад, состоящий из двух асинхронных машин 4 и 5, статорные обмотки которых 6 и 7 расположены в корпусе, обмотки 8 и 9 ротора 10 соединены последовательно-согласно, фазочувствительный усилитель (или выпрямитель)

11 пЬдключен к выходу обмотки 7, а выход фазочувствительного усилителя

11 подключен к измерительному блоку

12 скольжений, показывающему или используемому в качестве обратной связи в системах регулирования, вал 13 каскада соединен жестко с валом ротора 3 контролируемой электрической машины 1. Статорная обмотка 6 подключена через стабилизатор 14 параллельно к выходу статорной обмотки 2 контролируемой машины 1. Обе обмотки и 6 имеют одинаковое число пар полюсов и одинаковое чередование фаз (ABC, A В С). В качестве стабилизатора 14 могут быть использованы трехфазный трансформатор с подмагничиванием, феррорезонансный или другой, но с условием. сохранения чередования фаз на выходе и входе.

Ка фиг.2 представлена электрическая схема соединения обмоток 8 и

9 роторов с включенными последовательно с ними дополнительными сопротивлениями (й )-15 в каждой фазе.

При этом активное сопротивление

15 (й +йу +й ) начинает преобладать р,Од над индуктивным сопротивлением (х + хр ) . S при больших скольжениях.

Величина дополнительного сопротивления выбирается из необходимого

Щ диапазона измеряемых скольжений. Зависимость Е = f(S) для какого-то значения R прйведена на фиг.3., где на участке а-в, Е (пропорциональна скольжению S.

Устройство для измерения скольжений работает следующим образом.

При подключении обмоток статоров

2 и 6 к сети, протекающие по ним токи создают вращающиеся в одном направлении магнитные потоки с частотой вращения. n (f ).Магнитный поток о.1 обмотки 6 наводит ЭДС в обмотках ротора 8. Обмотки роторов 8 и 9 соединены последовательно-согласно. Протекающие в обмотке 9 токи создают вращающийся магнитный поток Ф, образующий на обмотке статор 7 ЭДС Е .

Между этими величинами существует известная зависимость.

Величина ЭДС Е пропорциональна

40 току намагничиванйя 1g<, протекающему в обмотках 8 и 9, который в свою очередь пропорционален скольжению S испытуемой машины. Зависимость Е

f(S) представлена кривой 16 (фйг.3).

Для увеличения линейного участка характеристики в цепь ротора каскада асинхронных машин вводятся добавочные резисторы 15, при этом зависимость ЭДС Е от тока намагничивания

Э„„ представлена кривой 17 (фиг.3).

В устройстве обеспечивается более точное измерение скольжения контролируемой машины при более простой схеме устройства.

Кроме того, применение устройст55 ва в системах управления и регулирования асинхронными и синхронными машинами позволит повысить надежность и срок службы их, снизить эксплуатационные расходы за счет построения

Щ более простых схем управления.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения скольжения электрической машины пе866477 ременного тока, содержащее каскадную электрическую машину, состоящую иэ двух асинхронных машин, расположенных в общем корпусе, роторы которых установлены на общем валу и жестко связаны с валом контролируемой электрической машины, а обмотки роторов соединены последовательно-согласно, одна из статорных обмоток асинхронной машины каскада подключена к вхо- . ду фазочувствительного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и увеличения точности измерения скольжения, в устройство введен стабилйзатор напряжения, причем выход статорной обмотки второй асинхронной машины каскада подключен через стабилизатор напряжения параллельно выходу статорной об мотки контролируемой электрической машины переменного тока и обе обмотки выполнены на одинаковое число пар полюсов и. с одинаковым чередованием фаз.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых скольжений, в каждую фазу обмоток роторов включены последовательно одинаковые добавочные сопротивления, установленные на роторе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Брусник Д.Э. и др. Электрические машины. Ч.1, М., Высшая школа, 1979, с.190.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 434310, кл.G 01 P 3/60, 1975.

8бб477 л Семь

« ьг Л

Составитель B.Òàðàñoâ

Редактор В.Еремеева Техред A,À÷ Корректор B.Cèíèöêàÿ

Заказ 80б7/67 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4