Устройство для контроля частоты вращения

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ, содержащее асинхронную машину с короткозамкнутым ротором и двумя трехфазными обмотками возбуждения, уложенными в пазах статора и имеющими противоположное чередование фаз, блок сравнения, выполненный по схеме вычитания, выход которого подключен к регистратору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения конструкции устройства , трехфазные обмотки возбуждения соединены последовательно, причем фазы b этих обмоток уложены в одних и тех же пазах, фаза а первой обмотки уложена в одних и тех же пазах с фазой с второй обмотки, а фаза С первой обмотки - в одних и тех i (Л же пазах с фазой Q второй обмотки, . при этом входы блока сравнения подключены хотя бы к одной паре одноименных фаз, уложенных в разных пазах. С

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (И) з(5)) С 01 Р 3/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ (21) 3251465/18-10 (22) 26.02.81 (46) 15.07.84. Бюл. У 26 (72) В.В.Гурин и М.А.Прищепов (71) Белорусский институт механизации сельского хозяйства (53) 531. 771(088.8) (56) 1. Автоматическое регулирование электроприводами. Учебное пособие для вузов под ред. А.А.Сиротина.

М., "Высшая школа", 1978, с. 176.

2. Авторское свидетельство СССР

К - 718785, кл. G 01 P 3/46, 1978 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ, содержащее асинхронную машину с короткоэамкнутым ротором и двумя трехфазными обмотками возбуждения, уложенными в пазах статора и имеющими противоположное чередование фаз, блок сравнения, выполненный по схеме вычитания, выход которого подключен к регистратору, 4 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения конструкции устройства, трехфаэные обмотки возбуждения соединены последовательно, причем фазы в этих обмоток уложены в одних и тех же пазах, фаза а первой обмотки уложена в одних и тех же пазах с фазой С второй обмотки, а фаза С первой обмотки — в одних. и тех же пазах с фазой 0 второй обмотки, g при этом входы блока сравнения подключены хотя бы к одной паре одно" именных фаз, уложенных в разных пазах, 1103150

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности в области

Изобретение относится к. контролю и регулированию параметров вращения.

Известно- устройство для контроля частоты вращения, выполненное в виде электромеханического реле, присоединяемого к валу контролируемого объекта. ji) .

Однако данное устройство неудобно в настройке и ненадежно в эксплуа10 тации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является асинхронный тахогенератор, содержащий две асинхронные машины, короткозамкнутые роторы которых жестко связаны 5

15 между собой, а трехфаэные обмотки статоров подключены к источнику питания параллельно с пряьым и обрат" ным чередованием фаз, два многофазных выпрямителя, подключенных входа- 20 ми к выходным обмоткам машин, а выходами — к схеме вычитания с регистратором, причем на соосных магнитопро-. водах размещены многофазные выходные обмотки, число фаз которых больше 25 числа фаз обмоток возбуждения f2) .

Недостатки известного устройства заключаются в сложности конструкции и наличии значительной температурной погрешности, та как одна из асинхрон- 30 ных машин работает в режиме двигателя, а другая — в режиме торможения противовключением.

Цель изобретения — повышение точ- ности измерения и упрощение конструк-3> ции устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для контроля частоты вращения, содержащем асинхронную машину с короткозамкнутым ротором и двумя трехфазными обмотками возбуждения, уложенными в пазах статора и имеющими противоположное чередование фаз, блок сравнения, выполненный - по схеме вычитания, выход которого 45 подключен к регистратору, трехфазные обмотки возбуждения соединены посленизких частот вращения ротор выполнен в виде сплошного, однородного и гладкого цилиндра из ферромагнитного материала. довательно, причем фазы Ь этих обмоток уложены в одних и тех же пазах, фаза rl первой обмотки уложена в одних и тех же пазах с фазой c . второй обмотки, а фаза с первой обмотки — в одних и тех же пазах с фазой с второй обмотки, при этом входы блока сравнения подключены хотя бы к одной паре одноименных фаз, уложенных в разных пазах.

Кроме того, с целью повышения чувствительности в области низких частот вращения, ротор устройства выполнен в виде сплошного, однородного и гладкого цилиндра из ферромагнитного материала.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство представляет собой асинхронную машину с короткоэамкнутыи ротором 1, на статоре которой размещены две трехфазные обмотки возбуждения 2 и 3, соединенные между собой последовательно с обратным чередованием фаз. Фазы Ь обеих обмоток уложены в одних и тех же пазах, фаза первой обмотки уложена в одних и тех же пазах с фазой С второй обмотки и наоборот фаза с . первой обмотки уложена в одних пазах с фазой О второй обмотки. Параллельно фазам ц (и/или с ) подключен блок сравнения 4.с выходом на регистратор 5.

Устройство работает следующим образом.

При включении его в сеть переменного трехфазного тока и неподвижном положении контролируемого объекта и ротора обе трехфазные статорные обмотки 2 и 3 создают равные м.д.с., вращающиеся в противоположные стороны. Суммарная м.д.с, создает пульсирующее поле. Все три фазы обеих обмоток находятся в одинаковых условиях, вследствие этого и симметрии статорной цепи на обмотках создаются

-1103150

Со став итель В. Журавлев

Техред А. Ач Корректор О.Тигор

Редактор В. Ковтун

Заказ 4971/33 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 равные падения напряжения, и блок сравнения выдает нулевой сигнал.

При вращении контролируемого объекта в каком-либо направлении одна из вращающихся м.д.с. перемещается в том же направлении, что и ротор, а вторая м.д.с. — в противоположном направлении. Эти м.д.с. совпадают во времени и по направлению для фазы, обмотки которой уложены в одних и тех же пазах, образуя пульсирующее с частотой сети поле, и пересекают обмотки двух других фаэ, уложенные в разные пазы, в разные моменты времени М,д.с. наводят во вращающемся

15 роторе токи разных частот: прямовращающееся поле — токи пониженных частот (по сравнению с частотой сети), а обратновращающееся поле - токи повышенной частоты, причем частота тока в роторе зависит от частоты вращения ротора. При этом индуктивное сопротивление ротора и соответственно приведенное к статору индуктивное сопротивление ротора для пря25 мовращающегося поля уменьшается, а для обратновращающегося увеличивается, следовательно, на обмотках фазы Ь уложенных в одних и тех же пазах и включенных последовательно, падение напряжения одинаковое и не зависит от частоты и направления вращения, а на обмотках фаз 0 и С, соединенных между собой последовательно и сцепленных с обмоткой ротора З5 электромагнитным путем в разные моменты времени, происходит перераспределение напряжения из-за изменения индуктивного и активного (для ротора с вытеснение тока) сопротивлений обмоток от прямо- и обратновращающихся магнитных полей. Падение напряжения на фазах а и с изменяется и зависит от частоты и направления вращения ротора. Блок сравнения выделяет при этом. сигнал, отличающийся от нулевого. Уровень этого сигнала и его знак (плюс или минус), если сравнение производится по постоянному напряжению, зависит от частоты и направления вращения контролируемого обьекта.

Ротор устройства может быть выполнен массивным, т.е. в виде сплошного, однородного-и гладкого цилиндра из ферромагнитного материала беэ

"беличьей клетки" на нем. Это упрощает ротор и повышает чувстивительность устройства в области низких частот вращения, так как такой ротор изменяет параметры от частоты вращения при низких частотах в большей степени, чем ротор с "беличьей клеткой" из-эа сильно выраженного эффекта вытеснения тока и магнитного потока.

Выполнение обмоток возбуждения на одном статоре, симметрия обмоток в тепловом отношении, подключение блока сравнения непосредственно к обмоткам возбуждения и выполнение ротора массивным упрощает устройство и уменьшает pro температурную погрешность. Стоимость устройства по сравнению с прототипом снижается примерно в два раза.