Устройство для измерения вращающего момента синхронного электродвигателя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРАЩАЩЕГО МОМЕНТА СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, ,содержащее синхронный приводной электродвигатель, установленный на основании, датчик угла взаимного поворота валов испытуемого и приводного электродвигателей , блок питания и регистрирующее устройство, о т л и ч а ю. щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения конструкции , в нем датчик угла выполнен в виде переменного резистора и индуктивного пре.образователя, подвижная обмотка которого размещена на валу приводного двигателя, а непЪдвижная связана с основанием и соединена с регистрирукяим устройством , причем корпус обмотки переменного резистора и ось подвижного контакта жестко связаны соответственно с валом приводного и валом испытуемого электродвигателей « переменный резистор электрически последовательно соединен с подвижной обмоткой индуктивного преобразователя и контактными кольцами приводного электродвигателя. СО СО 00

(19) %виЭ1б (11) 4(И) G 01 Ь 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОММ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ COOP

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3672274/24-10 (22) 14. 12.83

I (46) 15. 02. 85. Бюл. В 6 (72) В.С. Иванов. А.А. Лазарев и Д,С. Терешкин (71) Горьковский институт инжене ров водного транспорта (53) 531.781(088.8) (56) 1. Фролов Л.Б., Измерение кру тящего момента. М., ЭнерГия", 1967, с. 23-27.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 594417, кл. G 01 L 3/10, 05.01.76 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ВРАЩАЮ1цЕГС МОМЕНТА СИНХРОННОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ,,содержащее синхронный приводной электродвигатель, установленный на основании., датчик угла взаимного поворота валов испытуемого и приводного электродвигателей, блок питания и регистрирующее устройство, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения конструкции, в нем датчик угла выполнен в виде переменного резистора и индуктивного преобразователя, подвижная обмотка которого размещена на валу йриводного двигателя, а непддвижная связана с основанием и соединена с регистрирующим устройством, причем корпус обмотки переменного резистора и.ось подвижного контакта жестко связаны соответственно с валом приводного и вапом испытуемого электродвигателей, переменный резистор электрически последовательно соединен с подвижной обмоткой индуктивного. преобразователя и контактныж кольцами приводного электродвигателя.

1 13998 1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении и определении моментных характеристик синхронных электродвигателей, а также в системах автоматического управления приводами, Известно устройство для измерения вращающего момента, содержащее индуктивный преобразователь угла закручивания вала, пропорционального передаваемому моменту, в электрический сигнал (1) .

Однако известное устройство не обеспечивает требуемой. точности измерения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения вращающего момента .син-20 хронного электродвигателя, содержащее синхронный приводной электродвигатель, установленный на основании, датчик угла взаимного поворота валов испытуемого и приводного элект-2g родвигателей, блок питания и регистрирующее устройство (2) .

Недостатками данного устройства являются низкая точность измерения и сложность конструкции. 30 .I

Цель изобретения — повышение точности измерения и упрощение конструкции .

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения вра- N щающего момента синхронного электродвигателя, содержащем синхронный приводной электродвигатель, установленный на основании, датчик угла взаимного поворота валов испытуемого ®О и приводного электродвигателей, блок питания и регистрирующее устройство, датчик угла выполнен в виде переменного резистора и индуктивного преобразователя, подвижная обмотка которого размещена на валу приводного двигателя, а неподвижная связана с основанием и соединена с регистрирующим устройством, причем корпус обмотки переменного резистора и ось подвижного контакта жестко связаны соответственно с валом приводного и валом испытуемого электродвигателей, переменный резистор электрически. последовательно соединен с подвижной 55 обмоткой индуктивного преобразователя и контактными кольцами приводного электродвигателя. э

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2— электрическая схема.

Устройство для измерения вращающего момента синхронного электродвигателя (фиг. 1 и 2) содержит приводной синхронный электродвигатель 1

1 малой мощности, индуктивный преобразователь 2 с подвижной обмоткой 3, размещенной на валу 4 приводного электродвигателя 1, и неподвижной обмоткой 5, размещенной на полюсах магнитопривода 6, связанного с основанием, а также переменный резистор

7, корпус обмотки которого жестко связан с ьалом электродвигателя 1, а ось 8 подвижного контакта — с валом испьггуемого синхронного электродвигателя 9. Синхронные частоты вращения электродвигателей 1 и 9 должны быть одинаковыми, кроме того, резистор 7 электрически по последовательной схеме соединен с подвижной обмоткой 3 индуктивного преобразователя 2 и кон— тактными кольцами приводного двигателя 1 (в случае применения синхронного двигателя 1 с постоянными магнитами питание обмотки 3 может быть взято с контактных колец испытуемого синхронного двигателя 9). Неподвижная обмотка 5 своими концами подключена к выходным зажимам преобразователя 2, с которых при работе устрой— ства снимается напряжение, пропорциональное развиваемому двигателем

9 моменту, и подается на регистрирующее устройство 10 или в систему управления испытуемого двигателя.

Переменный резистор и индуктивный преобразователь представляют собой датчик угла взаимного рассогласования валов испьггуемого и приводного электродвигателей.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на синхронные двигатели 1 и 9 двигатель 9 разгоняется одним из известных способов и приводит во вращение, например с помощью поводка (не показан) двигатель

При отсутствии нагрузки на валу двигателя 9 роторы обоих двигателей вращаются синхронно. без сдвига в пространстве относительно друг друга. Также синхронно без сдвига вращаются жестко соединенные с валом двигателя 1 корпус обмотки переменМ = — —, вхп6, ЗЕ ° V х Йб

l где М вЂ” момент электродвигателя;

Ео- ЭДС, индуктируемая полем ротора;

V — - напряжение сети;

Я вЂ” синхронная частота вращения ротора; х — синхронное сопротивление двигателя;

8 — угол отставания ротора.

3 2239 ного резистора 7 и его ось 8 с подвижным контактом, соединенная жестко с валом двигателя 9. Ось 8 с подвижным контактом установлены таким образом, что величина сопротивления, введенного в цепь подвижной обмотки 3, имеет максимальное значение.

При протекании тока через подвижную обмотку 3 создается магнитный поток, вращающийся вместе с обмоткой и замы-10 кающийся через магнитопровсд 6, на котором размещена неподвижная обмотка 5. В обмотке 5 вращающийся магнитный поток наведен ЭДС. Так как ток в обмотке 3 минимальный, величина ЭДС, наведенная в обмотке 5, тоже минимальна н-соответствует нулевому значению моменту синхронного двигателя 9.

При наличии момента нагрузки на валу синхронного двигателя 9 происходит сдвиг его ротора относительно вращающегося магнитного поля статора на угол 9, величина которого пропор- циональна моменту сопротивления, приложенному к валу, что следует из выражения

982 4

В то же время двигатель 1 продол- жает работать вхолостую и положение его ротора относительно магнитного поля статора не изменяется. В результате имеет сдвиг на угол В ротора двигателя 9 относительно ротора двигателя 1 и, следовательно, сдвиг на тот же угол 0 подвижного контакта, жестко соединенного через осв.8 с валом двигателя, относительно обмотки резистора 7, жестко соединенной с залом двигателя 1. При перемещении подвижного контакта резистора

7 уменьшается величина его сопротивления, включенного в цепь подвижной обмотки 3, что приводит к соответствующему увеличению тока в этой цепи, магнитного потока. обмотки 3 и величины ЭДС, наводимой в непод- вижной обмотке 5.

Увеличение ЭДС на выходе неподвижной обмотки 5 пропорционально углу

8 сдвига роторов двигателей 1 и 9, т.е ° пропорционально моменту, развиваемому двигателем 9.

При постоянном напряжении сети и. токе возбуждения двигателя (т.е.

ЭДС Е ) момент двигателя 9 иэменяет0 ся пропорпионально углу 6 в преде-

И лах О (8 <—-, соответствукицих устойчивой работе синхронного двигателя.

Использование в устройстве датчика угла взаимного положения валов приводного и испытуемого электродвигателей, выполненного в виде последовательно соединенных переменного ре-. зистора и индуктивного преобразователя, позволяет повысить точность измерения вращающего момента и упростить конструкцию.

) ) 3998>

Составитель Г. целибеев

Техред А.Бабинец Корректор М, Леонтюк

Редактор И. Горват

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

Закаа 253/31 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по .делам изобретений и открытий

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