Преобразователь скорости вращения вала

 

СОЮЗ QOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕС НИХ

РЕСПУБЛИН сэ «ti

3(59 01 Р 3 46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H Д т0 СнО свиДКт 1 Ст м.-А1р1у 41, (21 ) 325 0908/1 8-10 (22) 23.02.81 (46 ) 07.07.83. Бюл. Р 25 (72) О.A.Ïàâëoâ (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения. (53) 531.77(088.8 ) (56) 1. Электрические машины малой мощности, Под ред. Д.A.Çàâàëèøèíà.

М., 1963, с. 407-422.

2. Хрущев В.В. Электрические микромашины автоматических устройств.

Л., 1976, с. 179-201.

3. .Авторское свидетельство СССР

М 600447, кл. 4 01 Р 3/36, 1976, (прототип ) . (54 ) (57 ) 1 . ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СКОРОСТИ

ВРАЩЕНИЯ ВАЛА, содержащий асинхронный тахогенератор с дополнительной измерительной обмоткой, соосной с обмоткой возбуждения, и блок отнощения двух напряжений, первый вход которого подключен к генераторной обмотке тахогенератора, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения преобразователя и повышения надежности, в него введено реак- тивное сопротивление, включенное последовательно с обмоткой возбуждения, а дополнительная измерительная обмотка подключена к общей точке реактивного сопротивления и обмотки возбуждения и к второму входу блока отношения двух напряжений.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что реактивное сопротивление выполнено в виде двухобмоточного дросселя, @

С2 первичная обмотка которого включена

< последовательно согласно с обмоткой возбуждения, а вторичная — последовательно встречно с дополнительной („„ измерительной обмоткой, 1027б20

Изобретение относится к технике контроля и регулирования и может быть использовано для измерения скорости вращения различного рода валов и механизмов.

Известны асинхронные тахогенера- 5 торы, в которых для стабилизации продольного магнитного потока используеTOH дополнительная обмотка и усилитель (1 ) и (2 ).

Наиболее близким по технической 10 сущности и достигаемому результату является преобразователь скорости, содержащий асинхронный тахогенератор, дополнительную измерительную обмотку, соосную с обмоткой возбу>к- 15 дения, усилитель и блок отношения двух напряжений (3 ).

Применение усилителя для стабилизации магнитного потока асинхронногo тахогенератора усложняет преобразователь скорости движения вала, возникает необходимость » дополнитель— ном источнике напряяенIIÿ постоянного тока или в до Ioë>Iè Tåãï,IIoì преобразователе напряжения переменного тока в постоянный, что снижает надеяность работы преобр=,зователя скорости. НагрузкОЙ усилителя служит ОбмОтка BQ3— буждения .асинхронного тахогенератора, значительная индуктивность которой ухудшает работу усилителя в переход— ных режимах.

Цель изобретения — упрощение преобразователя скорости вращения вала и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается 35 тем, что» преобразователь скорости вращения нала, roäåðæàöèй асинхронный тахогенератор с дополнительной измерительной обмоткой, соосной с обмоткой возбуядения, блок отношения 40 двух напряжений, первый вход которого подключен к генеральной обмотке тахогенератора, введено реактивное сопротивление, включенное последовательно с обмоткой возбуждения, а 45 дополнительная измерительная обмотка подключена к общей точке реактивного сопротивления и обмотки возбуждения и к второму входу блока отношения двух напряжений.

Для обеспечения гальванической развязки реактивное сопротивление выполнено в виде днухобмоточного дросселя, первичная обмотка которого включена последовательно согласно

= обмоткой возбу>кдения, а вторичная последовательно встречно с дополнительной измерительной обмоткой.

Отношение формируемых асинхронным тахогенератором напряжений ц„/ Ос=.f(z) становится линейной функ- 60 цией скорости вращения вала х ц>„ ()-p . 2р f +) ) "ГТ1 где с> — частота вращения ротора, t

à — частота напряжения возбуждения; и Х вЂ” активное и индуктивное сопротивление ротора асинхронного тахогенератора;

4> — относительная скорость

2Г К вращения вала;

Р

r=- +- — относительное сопротивление ротора асинхронного тахогенератора.

В структурной схеме преобразователя скорости вращения вала исключается усилитель и вводится реактивное сопротивление, Надежность работы реактивных сог|ротивлений значительно выше, чем надежность усилителей.

Отпадает необходимость в источнике пОстОяннОГО ToIIB. для рабОть усиля телкой.

На фиг. 1 изображен предлагаемый преобразователь скорости вращения вала, . на фиг, 2 — схема включения дросселя.

Преобразователь содержит асинхронный тахогенератор 1, ротор 2 асинхронного тахогенератора, генераторная

Обмотка 3 асинхронного тахогенератора, обмотка 4 возбуждения асинхронного тахогенератора, дополнительная измерительная обмотка 5 асинхронного тахогенератора, блок б отно :>ения двух напряжений u,/ О,> = Г (с )(где d.— скорость вращения вала, Цг и напряжение генераторной обмотки 3 и дополнительной измерительной обмотки 5 ), реактивное сопротивление 7, первичная обмотка 8 дросселя, вторичная обмотка 9 дросселя, Блок б отношения двух напряжений в аналоговую или кодовую величину может быть выполнен, в виде следящего злектропривода или в виде преобразователя отношения двух напряжений переменного тока в кодовую величину.

Один вход блока б соединен с генераторной обмоткой 3, а другой — непосредственно с выходом дополнительной измерительной обмотки 5 асинхронного тахогенератора 1, которая подключена к реактивному сопротивлению 7, включенному последовательно с обмоткой 4 возбуждения асинхронного тахогенератора 1. Ротор 2 асинхронного тахогенератора 1 соединен с валом, сксрость вращения которого преобразуется в кодовую или аналоговую вели IИНУ, Величина реактивного сопротивлениг 7 выбирается иэ условия к,э Х +к>„, где X@ — реактивное сопротивление 7, Х э и Х„, — индуктивные сопротивления обмотки 4 возбу>кдения асинхронного тахогенератора 1, соответствующие проводимости рассеяния и рабочего воздушного зазора, Реакти-ное сопро-.

1027620

При подключении обмотки 4 возбуж дения асинхронного .тахогенератора 1 к источнику переменного тока и вращения ротора 2 со скоростью на генераторной обмотке 3 генерируется напряжение.

5 . тивление 7 может быть выполнено в. .виде конденсатора или дросселя, при этом на первом случае обмотки 4 и 5 включены согласно, а во втором— встречно друг другу. чо

U =2 (Г+) } (1+ (+$ ) (Г + ) хз + ) х + ) Д Ф (l g ) x — ) х а ) \/ а с дополнительной измерительной, ления 7 снимается опорное напряобмотки 5 и реактивного сопротив- жение.

10 (г ) )+)(1+к -x )I(r+j) +Ч О o (r+j)()+(r ))(г + х +)х + Я+(+)х -)х )Ч2 где г=, х = — -, г х Ву

Е и х f . х 15 0 "",)

В х где Е„- ЭДС генераторной обмотки 3, ха= -- относительные величины а

U8 - напряжение обмотки 4 во бужсопротивлений, В. — сопротивление ,дения асинхронного тахогенератора 1. меди обмотки 4 возбуждения асинхрон- 70 ного тахогенератора 1, разуется в аналоговую или кодовую величину блоком б.

При х = 1 + x имеем

8 - 1

Чувс вительность предл:.гаемого (. ) Пг U преобразователя скорости вращения к

V г+) внешним воздействиям, например к изменению температуры окружаемой

Эти уравнения получаются из решесреды, зависит от точности выполнения уравнений ЭДС асинхронного тахоге- ния равенства реактивных сопротивлений нератора, показанных в (2 ), когда входное сопротивлениеблока бдостаточно ха= 1 +

3Q Для снижения чувствительности

Поскольку генераторное напряжение преобразователя скорости вращения к

U и опорное 00 пропорциональны пото- внешним воздействиям реактивное coïку воздушного зазора обмотки возбуж- . Ротивление выполнено в виде двухобдения 4 асинхронного тахогенератора моточного дросселя. то оба имеют, одинаковую зависи- 35 Первичная обмотка 8 дросселя мость от квадрата скорости вращения (фиг. 2) включенапоследовательно сог(в знаменателе ), исчезающую в отно- ласно собмоткой 4возбуждения, а втошении этих напряжений Г (с ) = U /Uz ричная обмотка 9 †последователь согОпорное напряжение «р имеет допол- ласно с дополнительной измерительной

i нительную зависимость от квадрата обмоткой асинхронного тахогенератора 1 скорости вращения через потоки рас- . При этом магнитопроводы дросселя и

40 сеяния обмотки 4 возбуждения асинхрон- асинхронного тахогенератора имеют ного тахогенератора 1 (числитель ), одинаковую чувствительность к внешустраняемую введением дополнительно- ним воздействиям, например одинакого реактивного сопротивления вые значения температурных коэффихо= 1+ х> последовательно с обмот- 45 циентов магнитной проводимости, что кой возбуждения, к которому подклю- достигается использованием одного и чается дополнительная измерительная того же магнитомягкого материала в обмотка 5.. В результате вырабатыва- дросселе и асинхронном тахогенераемое асинхронным тахогенератором отношение напряжений 50 душного зазора дросселя.

О

Г

Предлагаемый преобразователь ско о рости вращения вала отличается на UO г+3 дежностью работы, сохраняя высокую получается строго линейной функцией . точность функционального преобразо- скорости вращения ротора 2 асинхрон- 55 вания скорости вращения вала в ного тахогенератора, совпадающей с отношение двух напряжений и низкую вырабатываемым отношением напряжений чувствительность к внешним воздейвыбранного прототипа ствиям.

1027620

Корректор A. Повх

Тираж 873

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

11 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор С. Юско

Закаэ 4730/48

Составитель Е. Швецов

Техред Л.Пекарь