Способ контроля входа в синхронизм гистерезисного электродвигателя

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВХОДА В СИНХРОНИЗМ ГИСТЕРЕЗИСНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ , при котором периодически /. с частотой, меньшей частоты напряжения питания, подают в цепи статора электродвигателя намагничивающие импульсы напряжения заданной фазыи длительности относительно частоты питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, после действиякаждого намагничиваюп;его импульса напряжения измеряют фазу перехода через нуль импульса тока, запоминают измеренную фазу, сравнивают с фазой перехода через нуль предыдущего импульса тока и при наличии приращения фазы устанавливают факт входа в синхронизм гистерезисного электродвигателя. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК () 9) (11) 4(sl) Н 02 Р 7/42 фСЕ(:РР,р;:! ".;;

13 """"

ИВЩ вц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

Фиг. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3657121/24-07 (22) 02. 11.83 (46) 15.06.85. Бюл. Р 22 (72) Г.И;Гуров, В.Н.Тарасов, В.К.Щукин и С.Н.Боков (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.316.717(088.8) (56) Авторское свидетельствб СССР

N - 291296, кл. Н 02 P 7/42, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

У 587583, кл. Н 02 P 7/42, 1975. (54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВХОДА Ь

СИНХРОНИЗМ ГИСТЕРЕЗИСНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, при котором периодически с частотой, меньшей частоты напряжения питания, подают в цепи статора электродвигателя намагничивающие импульсы напряжения заданной фазы и длительности относительно частоты питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, после действия каждого намагничивающего импульса напряжения измеряют фазу перехода через нуль импульса тока, запоминают измеренную фазу, сравнивают с фазой перехода через нуль предыдущего импульса тока и при наличии приращения фазы устанавливают факт входа в синхронизм гистерезисного электродвигателя.

1162013 лзобретение относится к электрогехнике и может быть использовано для решения задач управления гистерезисным электродвигателем в автоматизированном электроппиводе инер- 5 ционных механизмов.

Цель изобретения — повышение точности контроля.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для контроля входа 1О в синхронизм гистерезисного электродвигателя; на фиг. 2 - временные диаграммы работы.

Устройство для контроля входа в синхронизм гистерезисного электро- 15 двигателя 1 содержит m-фазный источник 2 питания, сфазированный импульсный возбудитель 3, датчик 4 тока и регистратор 5 синхронной частоты вращения. Кроме того, он имеет 20 два блока 6 и 7 выдержки времени, блок 8 регистрации момента перехода тока через нуль, две логические схемы И 9 и 10 и триггер 11, при этом вход первого блока 6 выдержки 25 времени соединен с-импульсным возбудителем 3, а выход — с первой

1 схемой И 9 и с входом второго блока

7 выдержки времени, выход которого соединен с второй схемой И 10, 5р

В выход блока 8 регистрации момента перехода тока через нуль соединен с вторыми входами схем И 9 и 10, выходы которых соединены с входами триггера 11, а выход последнего связан с регистратором 5 синхронной частоты вращения.

Существо способа контроля основано на изменении характера переходного процесса изменения импульса тока при входе гистерезисного двигателя в сийхронизм. Вход в синхронизм гистерезисного двигателя сопровождается прекращением скольжения ротора относительно поля статора. Намаг- 5 ниченность ротора и определяемая его величина противо-ЭДС Е двигателя

О

"сцепляются" с произвольной геометри,ческой осью ротора. Исчезновение динамической составляющей момента Q.dab/dt при входе двигателя в синхронизм, где Э - момент инерции; .

dw/dt - изменение частоты вращения, приводит согласно основному уравнению движения двигателя Q dw/Ж+М = в55 к превышению моментом двигателя Mp,ö момента сопротивления Ис, и ротор поворачивается в синхронной системе координат, связанной с напряжением питания до M =. M <. В результате поворачивается фаза. противо-ЭДС Е относительно напряжения питания U, Это наглядно показано на Фиг. 2, где осциллограммы характеризуют асинхронный (фиг. 2а) и синхронный (Фиг. 2б). режимы. Непосредственный контроль за изменением фазы ЭДС

Е затруднено, поэтому это определение производится косвенно по характеру переходного тока намагничивания.

Способ осуществляется следующим образом.

Характер переходного процесса при нарастании тока импульса определяется в основном напряжением импульса U При выключении импульсного источника спадание тока зависит от мгновенных соотношений напряжения питания в фазах и мгновенного значения ЭДС Ео, направленных встречно.

Изменение ЭДС Ео по фазе в результате: поворота ротора после входа его в синхронизм приводит к изменению характера переходного процесса спадания тока. При входе в синхронизм в результате поворота фазы ЭДС Е вместе с ротором относительно напряжения изменяется переходный процесс спадания тока, а именно, увеличивается

Фаза перехода через нуль импульса тока, так как мгновенное значение

ЭДС Е> уменьшается по отношению к мгновенному значению напряжения.

Этот эффект используется путем измерения фазы перехода через нуль импульса тока, запоминания измеренной фазы, сравнения с фазой перехода через нуль предыдущего импульса тока и при наличии приращения фазы установления факта входа в синхронизм.

Таким же образом можно судить об изменении момента нагрузки при работе двигателя в синхронизме, о выходе двигателя-из синхронизма.

Способ может быть использован самостоятельно для решения задач контроля входа в синхронизм, а также в составе электропривода для управления двигателем.

Гистерезисный электродвигатель 1 питается от источника 2 ш-фазного напряжения, Одновременно от источника 2 синхронизируется импульсный возбудитель 3 или непосредственно от напряжения фазы, в которой измеря1162 ется ток, или от цепей управления источником сигналом, синфазным с указанным напряжением на регистратор 5 синхронной частоты вращения.

Блоки 6 и 7 могут быть выполнены по схемам традиционных одновибраторов, а блок 8 — по схеме одновибратора с импульсным трансформатором на входе . Устройство регистратора 5 зависит от дальнейшего ис- 1О пользования полученной информа— ,ции.

На временной диаграмме (фиг. 2) работы устройства для 3-фазного

15 электропривода приведены основные параметры блоков в асинхронном и синхронном режимах, где показаны напряжение 12 фазы, в которой измеряется ток, ток 13 в указанной фазе, напряжение 14 на входе 6, напряжение 15 на выходе 6, напряжение 16 на выходе 7 и напряжение 17 на выходе 8, напряжение 18 на выходе

9, напряжение 19 на выходе 10, напряжение 20 на выходе 11. Из диаграммы видно, что в асинхронном режиме момент перехода тока электродвигателя через нуль после очередного им- пульса совпадает с временем логической "1" блока 6, а в синхронном режиме указанный момент сдвигается и совпадает с временем логической

"1" блока 7, что ведет к перекидыванию триггера 11 и регистрации синхронной частоты вращения. При выходе З5 из синхронизма происходит переключение триггера 11 в начальное состояние.

013 4

В возбудителе 3 формируются намагничивалщие импульсы тока определенной частоты, длительности и фазы относительно напряжения источника 2.

С силовой части возбудителя 3 подается напряжение в цепь питания электродвигателя, причем могут быть различные схемы его включения, например импульсная вольтодобавка на входе инвертора,. на выходе источника и т.д.

Информационная цепь импульсного возбудителя 3 вьщает синхроимпульс по одному иэ фронтов на первый блок 6 выдержки времени. По заданному фронту напряжения блока 6 синхронизируется второй блок 7 выдержки времени. В одной фазе электродвигателя установлен датчик 4 тока, например трансформатор тока, сигнал с которого обрабатывается в блоке 8 регистрации момента перехода тока через нуль и в виде коротких импульсов логической

"1", появляющихся в указанный момент, поступает на обе схемы И 9 и 10. С блоков 6 и 7 выдержки времени сигналы логической "1 - поступают на вторые входы схем И 9 и 10. При совпадении логических "1" на обоьйс входах схемы И на ее выходе появляется логический "0" и триггер 11, с которого идет информация перекидывается.

Таким образом, предлагаемый способ поз" воляет исключить неверные измерения, которые вызываются нестабильной частотой вращения и тем самым повысить точность измерения входа в синхронизм.

1162013

Синхронныц ремцм ин» ОниЬ!и Ми

Тираж 646

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

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

Редактор Л. Алексеенко

Заказ 3975/54

Составитель А. Головченко

Техред О.Ващишина Корректор А. Обручар