Устройство для измерения скорости асинхронного двигателя

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИЩОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ey(22) Заявлено 121479 {21) 2840745/18-10

Совхоз Советских

Соци@листииесиив

Реслублим оо873127 (51)М. Клз

G 01 Р 3!481 с присоЕдинением заявки йо

Государственнмй комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) ПриоритетОпублиновано 15.10.81. Бюллетень ЙФ 38 (53) УДК 531.тП (088. 8) Дата опубликования описания 15.10.81

ВСМОцьнюд

A,Р. Куделько (7 3 ОА TEAT;"щ» тгхщ -.- „ ;;,"..1;- ф р т, - . Л 4" (т, я и (.Комсомольский-на-.Амуре политехнический инст»йтут (72) Автор изобретения (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЭИЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к технике измерения параметров движения и может быть использовано для регистра ции скорости вращения асинхронных: двигателей.

Известны цифровые измерители скоростей вращения, применяемые.для измерения скорости вращения и.обеспечивающие высокую точность измерения и дискретное представление информации .

Наиболее близким к предложенному пЬ технической сущности и решаеьим задачам является устройство для измерения скорости вращения асинхронного двигателя, содержащее формировате ли, подключенные к вторичной обмотке двигателя, блок выделения сигнала, и частотомер, подключенный к блоку выделения сигнала, в котором для по- 5 выаения точности измерения блок выделения сигнала выполнен в виде фаэочувствительного выпрямителя,подключенного к выходам формировате.лей (2) .

К недостаткам известного устройства относится его невысокая точность, вызванная тем, что в дополнительной обмотке статора асинхронного двигателя наводится ЭДС которая определя- ЗО ется суммой двух гармонических, причем частота оцной из них (основной) определяется частотой питающего двигатель напряжЕния, а частота другой пропорциональна скорости двигателя, в результате чего необходимо устройство (дополнительное) для уничтожения гармонических, частота которых пропорциональна частоте питающего напряжения1 в общем случае (например, при частотном регулировании скорости асинхронного двигателя) частота этих гармоник изменяется в широких пределах, а спектры этих частот взаимно перекрываются, что создает дополнительные трудности для получения. сигнала, частота которого была бы пропорциональна скорости вращения асинхронного двигателя.

Нелью изобретения является повышение.точности, т.е. получение сигнала, частота которого была бы пропорцйональна скорости вращения асинхронного двигателя.

Эта цель достигается тем, что блок выделения сигнала выполнен в виде интегратора, дешифратора, квадратора, схемы переполнения н сумматора, прн этом входы интегратора и днфференциатора подключены к вторич873127 ной обмотке1 двигателя, вход квадратора подключен к первичной обмотке, двигателя, выходы интегратора и квадратора подключены к входам схеяя перемножения, а выходы дифференциатбра и схемы перемножения подключены

Ио входам сумматора, выход которого подключен к частотомеру.

На чертеже приведена блок-схема датчика скорости асинхронного двигателя.

Датчик скорости асинхронного двигателя состоит из дополнительной обмотки 1 стат. ра асинхронного двигателя, интегратора 2, блока дифференцирования 3, датчика частоты, подводимого к статору 4 двигателя напряжения, квадратора 5, блока перемножения б, сумматора 7, частотомера 8..

Датчик скорости асинхронного двигателя работает следующим образом.

В дополнительной обмотке 1, расположенной в статоре асинхронного двигателя, наводится ЭДС, определяемая суммой двух гармоник (Ц= „Щ+Ф () Ем соа и +Ем сОз 2р,, (1)

1 где 6„(t) — гармоника, частота которой в „определяется частотой подводимого к статору двигателя напряжения, а амплитуда равна

Ем (() - гармоника, частота которой определяется произведением частоты враще-, ния ротора м1 и числом зубков ротора, Zp ee амплитуда равна Е> .

Таким образом, частота гармонической 9<(t) пропорциональна ско-рости вращения ротора и наводится в дополнительной обмотке 1 за счет влияния пазов и зубцов на поверхности ротора двигателя. Так как их амплитуды много. меньше учтенных (1), то

ЭДС (1), снимаемая с ) оПолнительной обмотки 1, поступает на входы интегратора 2 и блока дифференцирования 3.

С,выхода интегратора 2,получаем сигнал, который определяется выражением

e(tl4t= 5е oosrutttet+5E osseous„tat=

Е „Ет

=-Ф SknUr„t t S a ZpW t.

ov " 2р Этот сигнал поступает на один из входов блока перемножения б. Одновременно с выхода датчика частоты, подводимого к статору двигателя напряжения 4, на вход квадратора 5 поступает сигнал, амплитуда кеторого пропорциональна частоте подводимого к статору двигателя напряжения ш .

В квадраторе 5 этот сигнал возводится в квадрат и поступает на второй вход блока перемножения 6.

С выхода блока перемножения б получаем сигнал, определяемый с учетом

Lui ш„В()Ю=ж Е „Вепш., + Вп12рО> $ . (я)

2 юг

1О

Этот сигнал с выхода блока перемножения б поступает на один иэ входов сумматора 7.Одновременно на дру-!

5 гой вход сумматора 7 поступает сигнал, с выхода блока дифФеренцирования 3,который определяется как производная по времени

20 с — (Е())=-щЕ Sin(d„is 2puJ„Kщу1ж2фа . (Ч

В сумматоре 7 сигналы, определяемае выражениями (3) и (4), складываются. Б результате на выходе сумматора 7 имеем

30 ЕфМ вЂ” е(+))= — E> si" о

1 3t 2рЮр,иq -Zp r (6) щ„у ц+,„ Е„, 9 Ф"г

2ри, Из (5) видно, что в сумматоре 7 гармонические, частота которых пропорциональна частоте подводимого к статору двигателя напряжения, уничтожаются, и на выходе сумматора

40 7 получаем переменное напряжение, частота которого пропорциональна скорости вращения двигателя м .

Это напряжение поступает на вход частотомера 8, который выдает ин45 Формацию о величине скорости асинхронного двигателя. Основные блоки устройства (интегратор 7, блок дифФеренцирования 3, квадратор 5, блок перемножения 6, сумматор 7) выпол5 няются на базе операционных усилителей. Измерительная обмотка может быть уложена.в пазы статора, в которых находится рабочая обмотка, охватывая один или два зубца статора, или может быть наклеена к одному иэ зубцов статора двигателя.

Применение предлагаемого датчика скорости асинхронного двигателя ,не требует применения дополнительной электрической машины на валу асинх60 ронного двигателя, позволяет получить сигнал, частота которого пропорциональна скорости вращения асинхронного двигателя. Это позволяет существенно повысить точность измерения

65 средней скорости асинхронного двига/ б 873127 6

Составитель Е. Швецов

Редактор П. Коссей ТехрЕд М.Голинка Корректор С. Шекмар

Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Эаказ 9023/69

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 теля, так и его мгновенной скорости, так как частота выходного сигнала в Z раэ больше частоты вращения асинхронного двигателя, где 2 - чис» ло зубцов на роторе двигателя, т.е. на один оборот ротора асинхронного двигателя приходится Е периодов выходного напряжения датчика скорости.

Применение предлагаемого датчика скорости в цифровых. системах регу» лирования и стабилйзации скорости частотно-управляемого асинхронного двигателя в качестве датчика обратной связи по скорости позволяет расширить диапазон и повысить качество и точность регулирования и стабилизации 5 скорости асинхронного электропривода., Формула изобретения

Устройство для измерения скорости асинхронного двигателя, содержащее .блок выделения сигнала, подключенной к вторичной обмотке двигателя и частотомер, подключенный к выходу блока выделения сигнала, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерения, блок выделения сигнала: выполнен в виде интегратора, дифференциатора, квадратора, схемы перемножения и сумматора, при этом входы интегратора и дифференциатора подключены к вторичной обмотке двигателя, вход квадратора подсоединен к первичной обМотке двигателя, выходы интегратора и квадратбра подключены к входам схемы перемножения, а выходЫ дифференциатора и схемы перемножения подключены ко входам сумматора, выход которого подключен к частотомеру.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР В 4433401, "кл. G 01 P 3/48, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 613242, кл. G 01 P 3/48, 1976 (прототип).