Способ измерения скольжения многофазного асинхронного электродвигателя и устройство для его реализации

 

1. Способ измерения скольжения многофазного асинхронного электро двигателя, включаншщй измерения напряжения и тока статора и вычисление значения скольжения, отличающийся тем, что, с целью новыше;НИя точности измерения во всем диа- . пазоне изменения скольжения, частоты h амплитуды напряжения питания двигателя , допол1штельно измеряют ток синхронного холостого хода, а скольжение определяют путем вычисления угла между вектором, равным разности векторов тока синхронного холостого хрда и фазного напряжения, и вектором, равным разности векторов тока статора и фазного напряжения. 2 о Устройство для измерения сколь™ жения шогофазного асинхронного двигателя, содержащее дат4ики напряжения истока статора, отличающееся тем, что, с целью повьппе™ ния точности измерения во всем диапазоне изменения скольжения, частоты и амплитуды напряжения питания двигателя, в устройство введены датчик тока синхронного холостого хода, первый блок вычисления разности между векторами тока синхронного холостого хода и фазного напряжения, второй блок вычисления разности между векторами тока статора и фазного напряжения5 блок ввиисления абсолютного скольжения и блок вычисления относительного скольжения, причем вход блока вычисления относительного скольжения -подключен к выходу блока вычисления абсолютного скольжения первый вход которого подключен к выходу первого блока вычисления разности, между векторами тока :синхронного холостого хода и фазного напряжения, а второй вход подключен к выходу второго блока вычисления разности между векторами тока статора, и фазного напряокения, первый вход которого подключен к выходу датчика тока статора, а второй - к Ьыходу датчика фазного напС ряжения, причем второй вход первого блока вычисления разности между векторами тока синхронного холостого хода и фазного напряжения подключен iK выходу датчика фазного напряжения, «fe-. а первый вход подключен к выходу датчика тока синхронного холосгого хода, вход которого подключен к фазному напряжению двигателя .

4 (51) C 01 Р 3/46

ГООУДАРОТВЕНИЫЙ КОМИТЕТ COOP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTQPCHQMV СВМДЕТЕЛьСтВУ

) (21) 3633041/24-10 (22) 04.08.83 (46) 30.01.85. Бюл. Р 4 (72) В.Ф.Бражников, А.В. Бражников, В.N.Ñàðàìóä, M.Е.Петухов и А.П.Карлов (71) Красноярский политехнический институт (53) 531.736(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 173486, кл. 5 01 Р 3/46, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

И- 800881, кл. G 01 Р 3/46, 1981 (прототип). (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОЛЪЖЕНИЯ

МНОГОФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТ " .Я И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЮ ." цЯ. (57) 1. Способ измерения скольжения многофазного асинхронного электродвигателя, включающий измерения напряжения и тока статора и вычисление значения скольжения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью nosbmreния точности измерения во всем диапазоне изменения скольжения, частоты и амплитуды напряжения питания двигателя, дополнительно измеряют ток синхронного холостого хода, а скольжение определяют путем вычисления угла между вектором, равным разности векторов тока синхронного холостого хода и фазного напряжения, и вектором, равным разности векторов тока статора и фазного напряжения.

2. Устройство для измерения скольжения многофазно о асинхронного двигателя, содержацее датчики напряжения и" тока статора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения во всем диапазоне изменения скольжения, частоты и амплитуды напряжений питания двигателя, в устройство введены датчик тока синхронного холостого хода, первый блок вычисления разности между векторами тока синхронного холостого хода и фазного напряжения, второй блок вычисления разности между векторами тока статора и фазного напряжения, блок вычисления абсолютного скольжения и блок вычисления относительного скольжения, причем вход блока вычисления относительного скольжения -подключен к выходу блока вычисления абсолютного скольжения, первый вход которого подключен к выходу первого блока вычисле- ния разности между векторами тока

:,синхронного холостого хода и фазного напряжения, а второй вход подключен к выходу второго блока вычис1 ления разности между векторами тока статора и фазного напряжения, o первый вход которого подключен к выходу датчика тока статора, а второй — к выходу датчика фазного напряжения, причем второй вход первого блока вычисления разности между векторами тока синхронного холостого хода и фазного напряжения подключен к выходу датчика фазного напряжения, а первый вход подключен к выходу датчика тока синхронного холос того хода, вход которого подклкчен к фазному напряжению двигателя. диапазоне измерения скольжения, частоты и амплитуды напряжения питания электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения скольжения многоАазного асинхронного электродвигателя измеряют напря55

3 11З7

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для получения информации о величине скольжения управляемого асинхронного электродвигателя.

Известен способ измерения скольжения асинхронного двигателя, согласно которому измеряют пульсации электромагнитного поля статора и 10 анализируют полученный сигнал на полосовых частотных Аильтрах, а устройство для реализации указанного способа содержит датчик пульсаций магнитного поля и ряд частотных 15 фильтров (1).

Недостатком известных способа и устройства, его реализующего, является низкая точность измерения скольжения при питании двигателя от ис- . точника с несинусоидальной Аормои выходного напряжения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, реализованный устройством, в котором информацию о скольжении асинхронного электродвигателя получают с датчиков напряжения и тока статора и далее на вычислительном блоке получают

30 значение скольжения. Устройство, реализуюц|ее указанный способ, содержит датчики напряжения и тока статора, подключенные к входам преобразователя, блок деления, один из вхо35 дов которого подключен к выходу датчика тока, блок вычитания, входы которого подключены к выходу. датчика тока и выходу преобразователя, а выход — к второму входу блока деле40 ния, при этом преобразователь выполнен в виде двух квадраторов, выходы которых подключены к сумматору, а выход сумматора соединен с выходом блока извлечения квадратного корня(2).

Недостатком известных способа и устройства, его реализующего, является низкая точность при отключении частоты питания от номинального значения.

Целью изобретения является повышение точности измерения во всем жение и ток статора, и ток синхронного холостого хода, определяют скольжение путем вычисления угла между вектором, равным разности векторов тока синхронного холостого хода и Ааэного напряжения, и вектором, равным разности векторов тока статора и Аазного напряжения.

Устройство, реализующее предложенный способ, содержит датчики напряжения и тока статора, дополнительный датчик тока синхронного холостого хода, первый блок вычисления разности между векторами тока синхронного холостого хода и Ааэного напряжения, второй блок вычисления разности между векторами тока статора и Аазного напряжения, блок вычисления абсолютного скольжения и блок вычисления относительного скольжения, причем вход блока вычисления относительного скольжения подключен к выходу блока вычисления абсолютного скольжения, первый вход которого подключен к выходу первого блока вычисления разности между векторами тока синхронного холостого хода и фаэного напряжения, а второй вход подключен к выходу второго блока вычисления разности между векторами тока статора и фазного напряжения, первый вход которого подключен к выходу датчика тока статора, а второй — к выходу датчика Аазного напряжения, причем второй вход первого блока вычисления разности между векторами тока синхронного холостого хода и Аазного напряжения подключен к выходу датчика напряжения, а первый вход подключен к выходу датчика тока синхронного холостбго хода, вход которого подключен к Аазному напряжению двигателя.

На Аиг. 1 приведена круговая диаграмма асинхронного двигателя (АД), поясняющая предлагаемый способ; на фиг. 2 — блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 3 — схема датчика тока синхронного холостого хода.

Предложенный способ характеризу-, ется следуюц|ей последовательностью операций. Определяют вектор А (Лиг. 1) как разность между векторами тока синхронного холостого хода I и фазного напряжения 0

Одновременно определяют вектор В как разность между векторами тока статора g и Аазного напряжения U

137389

25 з 1

Затеи вычисляют угол с между векторами А и В. Этот угол однозначно определяет скольжение при его изменении от О до 1. Кроме того, угол с является однозначно связанным с углом 3 в абсолютным значением скольжения АД. При необходимости измерения относительного скольжения

5 значение его можно получить по формуле .

s = K )ь ) ы = / w, ) < ) где К = 4/ p — коэффициент пропорциональности между

С(, Р

Ю вЂ” круговая частота напряжения питания

АдУстройство (фиг. 2) для измерения скольжения Я 1 содержит датчик 2 тока синхронного холостого хода, датчик 3 фазного напряжения, датчик

4 тока статора, блок 5 вычисления разности векторов тока синхронного холостого хода и фазного напряжения, блок 6 вычисления разности векторов тока статора и фазного напряжения, блок 7 вычисления абсолютного скольжения и блок 8 вычисления относительного скольжения.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы, пропорциональные векторам тока синхронного холостого хода I и фазного напряжения оо поступают с датчиков тока синхронного холостого хода 2 и фазного напряжения 3 на входы блока 5, где вычисляется вектор А,. равный разности векторов Т, и (1 . Сигналы, пропоро5 циональные векторам тока статора и фазного напряжения 0 „ поступают на входы блока 6, где вычисляется вектор В, равный разности векторов и U . .С выходов блоков 5 и 6 сигналы, пропорциональные векторам А и В, поступают на входы блока 7, где вычисляется угол между этими векторами. Сигнал на выходе блока 7 пропорционален абсолютному скольжению во всех режимах работы AJl,. Для вычисления относительного скольжения 5 сигнал с выхода блока 7 подается на вход блока 8.

Датчик 2 тока асинхронного холостого хода выполнен по схеме (фиг.3), параметры которой определяются по .формулам

1. = (Х,„+ Х „)/ ы; (2 l

R= ))-„ (ь1

20 где Х вЂ” индуктивное сопротивление контура намагничивания АД;

Х вЂ” индуктивное сопротивление

1 рассеяния статорной обмотки АД; — активное сопротивление статорной обмотки АЛ.

Сигнал, снимаемый с резистора пропорционален току синхронного р холостого хода АД.

В блоке 7 вычисления абсолютного скольжения определяется угол о(. между векторами А и В и результат умножается на коэффициент пропорциональности К . Блок 8 вычисления относительного скольжения 5 реализует действие по формуле (1).

Устройство, реализующее предложенный способ, позволяет определять

40 величину скольжения в широком диапазоне частот и напряжений питания асинхронного двигателя.

1137389

1137389

Составитель Ю.Мручко

Техред М.Надь КорректорЕ.Сирохман

Редактор Н.Швыдкая

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

Заказ 10514/32 . Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий

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