Устройство для измерения скольжения асинхронных электродвигателей

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ , содержащее датчики напряжения и тока, схему сравнения, блок деления, измерительное устройство/ отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерений, оно дополнительно снабжено второй ; схемой сравнения, двумя фазовыми детекторами, фазовращателем, двумя источниками регулируемого напряжения , двумя ключами и трехпозиционным переключателем, причем датчик тока через последовательно соединенные первый фазовый детектор, первую схему сравнения и первый ключ присоединен к первому входу блока деления, а через последовательно соединенные второй фазовый детектор, вторую схему сравнения и второй ключ подсоединен к второму входу блока деления , выход которого через трехпозиционный переключатель подключен к измерительному ус±ройству, выход датчика напряжения соединен с вхо9 дом второго фазового детектора и входом фазовращателя, выход которого присоединен к входу первого фазового детектора, выходы первой и второй схем сравнения через трехпозиционный переключатель связаны с измерительным устройством, а первый и второй источники регулируемого напряжения соединены соответственно к первой и второй схео: мам сравнения. 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D G 01 Р 3 56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ!Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3505395/18-10 (22) 26 ° 10. 82 (46) 23.01.84. Бюл. Р 3 (72) M.И.Григорьев, В.A.Hãíàòoâ, В ° B.Ðîâåíñêèé, A.Ã.Ëèâøèö и В.Е.Бадулин (71) Всесоюзный заочный инженерно-строительный институт (53) 621.313. 333(088,8) (56) 1 ° Немченко M.К. Отношение тока асинхронного двигателя к его

Току холостого хода. "Известия

ВУЗов. Электромеханика", 1981, 9 3, с. 281-284;

2; Авторское свидетельство СССР

9 817880, кл; Q 01 Р 3/53, 1979 (прототип). (54)(57) уСТРОИСТВО

СКОЛЬЖЕНИЯ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ, содержащее датчики на-. пряжения и тока, схему сравнения, блок деления, измерительное устройство, о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерений, оно дополнительно снабжено второй схемой срлвнения, двумя фазовыми

„Л0„„1 17 A детекторами, фазовращателем, двумя и сточ ни к ами регулируемого напряжения, двумя ключами и трехпозиционным переключателем, причем датчик тока через последовательно соединенные первый фазовый детектор, первую схему сравнения и первый ключ присоединен к первому входу блока деления, а через последовательно соединенные второй фазовый детектор, вторую схему сравнения и второй ключ подсоединен к второму входу блока деления, выход которого через трехпозиционный переключатель подключен к измерительному усТройству, выход датчика напряжения соединен с входом второго фазового детектора и входом фазовращателя, выход которого присоединен к входу первого фазового детектора, выходы первой и второй схем сравнения через трехпозиционный переключатель связаны с измерительным устройством, а первый и второй источники регулируемого напряжения соединены соот ветственно к первой и второй схемам сравнения.

106681 7

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано для промышленного контроля ,величины скольжения электродвигателей в процессе их разработки, изготовления, эксплуатации и исследования характеристик.

Известно устройство для измерения скорости скольжения асинхронного электродвигателя, включающег амперметр.

Для измерения величины скольжения этим устройством необходимо, пользуясь каталожными данными исследуемого двигателя, вычислить и построить зависимость потребляемого двигателем тока J в функции вели1 чины скольжения S, т.е. J„= f (S) .

Измеряя амперметром величину потребляемого двигателем тока и используя построенную зависимость J< = f (S), определяют величину скольжения для .данного режима работы электродвигателя. Отсутствие возмущающего действия измерительного устройства на режим работы исследуемого электродвигателя является достоинством рассматриваемого устройства Г13.

Недостатком этого устройства измерения скольжения является большая длительность. процесса получения результатов, обусловлейная зна- чительным объемом необходимых вычислительных работ, а также низкая точность пблучаеьих результатов, определяемая целым рядом допущений, принятых при выводе зависимости 3< = f(S.), и наличием неизбеж» ного разброса действительных харак.теристик реального электродвигателя относительно каталожных данных °

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее датчики тока в виде резисторов, включаемых последовательно с фазами рабочей обмот ки статора двигателя, датчйки ЭДС„ пропорциональной магнитному потоку в статоре лвигателя, выполняемые в виде измерительных обмоток, размещаемых на статоре, и электронной схем, содержащей три леремножакиаих блока, три масштабных усилителя, сумматор, интегратор, блок деления, схему сравнения, квадратор, фильтр и регистратор. С помощью этой электронной схемы по заданному алгоритму производятся функциональные преобразования сигналов датчиков, благодаря чему на выходе схемы выделяется напряжение, пропорциональное величине скольжения Е2 3.

Недостаткаыи этого устройства являются большая длительность полу» чения резуЛьтатов измерений, низкая точность и значительная сложность, снижающая надежность работы устройства и повышающая трудоемкость его изготовления, настройки и эксплуатации.

Из принципа действия этого устройства следует, что для проведения измерений необходимо разместить на статоре исследуемого двигателя измерительные обмотки, д я чего двигатель необходимо разобрать и снова собрать.

Погрешность измерения величины скольжения этим устройством зависит от точности размещения измерительных обмоток. на статоре двигателя, 15 .поскольку принцип действия описываемого устройства предполагает абсол.отное совпадение осей измерительных и статорных обмоток, при этом измерительные обмотки должны

20 быть идентичными между собой.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия измерений.

Поставленная цель достигается тем,,что устройство, содержащее датчики напряжения и тока, схему сравнения, блок деления и измерительное устройство, дополнительно снабжено второй схемой сравнения, двумя — фазовыми детекторами, фазовращателем, двумя источниками регулируемого напряжения, двумя ключами и трехпозиционным переключателем, причем датчик тока через последовательно сОединенные первый фазовый детектор, первую схему сравнения и первый ключ присоединен к первому входу блока деления, а через последовательно соединенные второй фазовый детектор, вторую схему срав40 нения и второй ключ подсоединен к второму входу бЛока деления, выход которого через трехпоэиционный переключатель подключен к.измери- тельному устройству, выход датчика

45 напряжения соединен с входом второго фазового детектора и входом фаэовращателя, выход которого присое-. динен к входу первого фазового детектора, выходы первой и второй схем сравнения через трехпозиционный переключатель связаны с измерительным устройством, а первый и второй источники регулируемого напряжения подсоединены соответственно к первой и второй схемам сравнения.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства для измерения скольжения асинхронных электродвигателей, подклю. ченная к цепи питания н следуемого

60 двигателя.

Устройство содержит датчик 1 потребляемого тока, датчик 2 сиг нала, пропорционального питающему напряжению, фаэовые детекторы 3 и 4, фазовращатель 5 на угол Я/2, схе1068817

3 sin9 3 ыпЧ „сов Ч„->о з Ч„ определяет искомую величину скольжения в рабочем режиме, т.е. е

Технические преимущества.предлагаемого устройства заключаются в. повышении точности и скорости измерений. Кроме того, предлагаемое устройство не вносит .возмущений в рабочий режим исследуемого электродвигателя и позволяет проводить дистан ционные измерения скольжения. ьы 6 и 7 сравнения, источники 8 и 9 регулируемого напряжения, клю- чи 10 и 11, блок 12 деления, трехпозиционный переключатель 13, измерительное устройство 14.

Устройство работает следующим 5 образом.

На первом этапе измерений исследуемый асинхронный.электродвигатель, питаемый от сети напряжением 0 V sin(a t, работает в режи 10 ме холостого хода, при этом контакты ключей 10 и 11 разомкнуты, а выходные напряжения источников регулируемого напряжения устанавливаются равными нулю. При подклю- 5 чении устройства для измерения скольжения к исследуемому электродвигателю на выходс датчика 2 сигнала, пропорционального питающему напряжению, т.е. в точке Ь, появляется напряжение 0 Ч siиФ t.. На выходе датчика 1 потребляемого тока,,Т å. в точке а появляется напряжение 0 Ло s i n(,м t+9 о), сдвинутое

1 относительно фазы питающего напря-,. 25 жения на угол Чо

На выходе фазовращателя, т.е. в точке с появляется напряжение

Uc= Vs i n (40 t + /! /2) -Vc os ш t . Выходнйе напряжения фазовых детекторов - 30

З,и 4, т.е. напряжения в точках .ci и @, величины которых являются функциями углов сдвигов фаз напряжений О,„и U>, соответственно равны 35

Ч @ 5 Чо () V3s cos × (2)

;Измерительное устройство 14 при по- 40 -мощи трехпозиционного переключате:ля 13 подключается к выходу одной из схем сравнения б или 7 ° Изменяя величину входного напряжения соот- . ветствующего источника 8 или 9, регулируемого напряжения, подключенного к второму входу этой схемы сравнения, добиваются нулевого показания измерительного устройства 14. Подключая при помощи трехпозиционного переключателя 13 измерительное .устройство 14 к выходу второй схемы 7 сравнения и изменяя величину выходного напряжения подключенного к ней источника 9 регулируемого напряжения, также доби-. 55 ваются нулевого показания измерительного устройства 14.

В результате этих операций на. вторых входах обеих схем сравнения, т.е. в точках f u g, будут выставлены напряжения» соответственно равные

0 ЧЗО sln×, >

U Ч3@ cosЧ

В заключение первого этапа измерений ключи 10 и 11 замыкаются, а измерительное устройство 14 при помощи трехпоэиционного переключателя 14 подключается к выходу блока 12 деления. На этом первый этап измерений заканчивается, устройство готово к проведению измерений в рабочем режиме.

Исследуемый электродвигатель переводится .в рабочий режим. Показания измерительного устройства 14 соответствуют величине скольжения двигателя в рабочем режиме.

Действительно, в этом режиме на первых входах схем 6 и 7 сравнения, т.е. в точках д и е, в соответствии с изложенным, появляются напряжения, аналогичные выражениям, 1 -и 2,,т.е.

Ч„

0е Ч3 сов Р .

Выходные напряжения схем 6 и 7 сравнения при этом становятся соответственно равными

0 -- V(3 s 4 и Ч .

0 Ч(31 cos Ч1 ЭОСАТ< ЧО

Напряжение на выходе блока 12 деления, т.е. в точке 6, равное частному от деления напряжений поданных на его входы

1068817

Составитель Е. Измайлов

Редактор Р.Цицика Техред Ж.Кастелевич Корректор .Цзя ко

Заказ 11455/39 Тирам 827 Подписное

ВНННпН Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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