Устройство для определения нагрузочного момента электродвигателя

 

Изобретеиие относится к силоизмерительной технике, может быть использовано для определения нагрузочного момента злектродвигателя и позволяет повысить точность. Для этого устройство содержит датчик 1 электромагнитного момента, датчик 2 частоты вращения, первьй сумматор 3, апериодическое звено 4 и второй сумматор 5. Сигнал сумматора 11 поступает на суммирующий вход первого сумматора 3, на второй суммирующий вход которого и на вычитающий вход второго сумматора 5 поступает сигнал с выхода сумматора 19 датчика 2 частоты вращения. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (511 4 (01 (. 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3714853/24-10 (22) 30.12.83 (46) 23.12.85. Бюл. № 47 (72) Н.Б.Затрубщиков, Ю.Л.Полунов и В.В.Макаров (53) 531.781 (088.8 ) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 697846, кл.G 01 1. 3/10,1979, Авторское свидетельство СССР № 878446, кл.G 01 L 3/10,1979. (51() УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

НАГРУЗОЧНОГО MOMEHTA ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к силоизмерительной технике, может быть использовано для определения нагрузочного момента электродвигателя и позволяет повысить точность. Для этого устройство содержит датчик 1 электромагнитного момента, датчик 2 частоты вращения, первый сумматор 3, апериодическое звено 4 и второй сумматор 5. Сигнал сумматора 11 поступает на суммирующий вход первого сумматора 3, на второй суммирующий вход которого и на вычитающий вход второго сумматора 5 поступает сигнал с выхода сумматора 19 датчика 2 частоты вращения. I ил.

-. Измеренные значения токов и напряжений в фазах статора контролируемого электродвигателя поступают

0 на входы датчика 1 электромагнитного момента и соответственно на входы сумматоров 7 — 9. В общем случае сигналы, пропорциональные значениям токов и напряжений в фазах, могут

5 подаваться иа входы датчика частоты вращения, однако в приведенном примере благодаря использованию части составляющих датчика 1 электромагнитного момента для предварительных

0 операций по определению частоты вращения, на входы датчика 2 частоты вращения поступают сигналы тока и напряжения только одной фазы. В датчике 1 определяется электромагнит55 ный момент М по зависимости . м

-7. 1,Ц5„1,, Vq). х1 )

1 1200! Ч

Изобретение относится к силоиэмерительной технике и может быть использовано для определения нагрузочного момента электродвигателя.

Целью изобретения является повыще- 5 ние точности.

На чертеже представлена структурная схема устройства для.определения нагрузочного момента электро10 двигателя.

Устройство содержит датчик .1 электромагнитного момента, датчик 2 частоты вращения, первый сумматор 3, апериодическое звено 4 и второй сумматор 5.

Датчик 1 электромагнитного момента подключен к суммирующему входу первого сумматора 3, датчик 2 частоты вращения — к второму суммирующему входу первого сумматора 3 и к.вычи- 20 тающему входу сумматора 5, выход которого подключен к одному собственному суммирующему входу и к вычитающему входу первого сумматора 3, 25 выход которого через .апериодическое звено 4 подключен к второму суммирующему входу второго сумматора 5, Кроме того, для определения ускорения вращения ротора в устройство может быть введен третин сумматор 6, 6 30 суммирующий вход которого подключен к датчику 1 электромагнитного момента, а вычитающий — к выходу. второго сумматора 5.

Для определения нагрузочного мо- 35 мента асинхронного электродвигателя датчик 1 электромагнитного момента и датчик 2 частоты вращения ротора могут быть выполнены следующим об4 разом.

Датчик 1 электромагнитного момента содержит пять сумматоров 7—

11, дна интегратора 12 и 13 и два блока 14 и 15 перемножения. Два входа сумматора 7 и один вход сумматора 8 приспособлены для подключения к ним фазных напряжений питания электродвигателя. Второй вход сумматора 8 и два входа сумматора 9 при" способлены для подключения к ним сиг-5 налов, пропорциональных фазным токам питания электродвигателя. Выход сумматора 7 подключен к одному входу сумматора 10, второй вход которого подключен к выходу сумматора 9 и к первому входу блока 14 перемножения.

Выход сумматора 8 через интегратор 12 подключен к второму входу блока 14

46 перемножения, выход которого подключен к одному входу сумматора ll; второй вход которого подключен к выходу блока 15 перемножения. Выход сумматора 10 через интегратор .13 подключен к первому входу блока 15 перемножения, второй вход которого подключен к второму входу. сумматора 8.

Датчик 2 частоты вращения содержит четыре сумматора 16-19, два блока 20 и 21 возведения в квадрат, блок 22 деления и эадатчик 23.

При этом входы сумматоров 16 и 17 подключены к элементам датчика 1 электромагнитного момента. В частности, один вход сумматора 16 подключен к второму входу сумматора 8, а второй — к выходу интегра-. тора 12. Один вход сумматора 17 подключен к выходу сумматора 11.

Выходы сумматоров 16 и 17 через соответствующие блоки 20 и 21 возведения в квадрат подключены к соответствующим входам сумматора 18, выход которого подключен к одному входу блока 22 деления, выход которого подключен к одному входу сумматора 19, к второму входу которого подключен задатчик 23. Причем к второму входу блока 22 деления подключен выход сумматора 11 датчика 1 электромагнитного момента.

Устройство для определения нагрузочного момента электродвигателя работает следующим образом. з 1 ОО где (1 „, — проекция результирующего вектора потокосцепления статора на оси Х, 1 прямоугольной системы координат, неподвижной 5 относительно статора;

15х <15) проекции результирующего вектора тока статора на оси Х, (этой системы координат; 10 p " число пар полюсов.

В сумматорах 7 и 9 определяются соответственно проекции вектора напряжения статора 0 по фазным значениям напряжений по зависимости 15 и проекции вектора тока статора в соответствии с зависимостью

Соответствие исходных значений сумматоров 7 и 9 указанным зависи25 мостям обеспечивается требуемыми весовыми коэффициентами по входам.

Аналогично обеспечивается правильность функционирования всех сумматоров, входящих в состав датчика 1 электромагнитного момента и датчика

2 частоты вращения. В сумматорах 8 и 10 определяются производные проекций вектора потокосцепления статора по зависимостям

146 4 проекций вектора потокосцепления ро" тора по зависимостям

"((«((1 м (З 1 2

Где,, — индуктивность рассеяния статора и ротора соответственно;

" 1 - индуктивность намагничивающего контура; !

L д = „ 4, - полная индуктивность ротора.

Сигналы с выходов сумматоров 16 и !7 поступают на входы блоков 20 и 21 возведения в квадрат, а затем на входы сумматора 18, где производится вычисление квадрата модуля вектора потокосцепления ротора

2 2

II =×""<

С выхода сумматора 18 сигнал поступает на вход делителя блока 22 деления, на вход делимого которого поступает сигнал с выхода сумматора

11 датчика электромагнитного момента. С помощью блока 22 деления производится вычисление частоты скольжения ротора в соответствии с выражением

1 эм г 7

Оэк 19у, аз — = 5) Щ ) где 5 — активное сопротивление фазы статора.

Интеграторами 12 и 13 производится интегрирование сигналов выхода 45 сумматоров 9 и 10 и получение значений, пропорциональных g<„ è III, . С выходов интеграторов 12 и 13 сигналы поступают на одни входы блоков

l4 и 15 перемножения и на входы 50 датчика 2 частоты вращения. В блоках 14 и 15 перемножения производится перемножение сигналов, пропорциоНаЛЬНЫХ ЗНаЧЕНИЯМ 9 1з, И а в сумматоре 11 — вычисление 55 электромагнитного момента.:В сумматорах 16 и 17 датчика 2 частоты вращения обеспечивается вычисление

I где 1 — приведенное к статору активное сопротивление фазы ротора.

Сигнал с выхода блока 22 деления поступает на един из входов сумматора 19, на второй вход которого поступает сигнал с выхода задатчика 23. Последним моделируется сигнал, эквивалентный частоте вращения вектора напряжения (тока). В частотнорегулируемом приводе частота вращения вектора напряжения (тока) является. изменяемой величиной, равной (д = 2 1, в нерегулируемом и регулируемом путем изменения скольжения электропривода сда = сопз и

Равна 2 М сет,1.

Таким образом, на выходе сумматора 19 вырабатывается сигнал, эквивалентный частоте вращения привода со в соответствии с выражением

Формула изобретения

w(s) =

1 +3/Е

20

Составитель А.Амаханов

Редактор И.Николайчук Техред А.Бабинец Корректор М.Демчик

Заказ 7857/47 Тираж 896 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5. Л -..1," ю.

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

$ 2ОО!

Сигнал с выхода сумматора 11 датчика 1 электромагнитного момента поступает на суммирующий вход первого сумматора 3, на второй суммирующий вход которого и на вычитающий вход второго сумматора 5 поступает сигнал с выхода сумматора !9

:датчика 2 частоты вращения, Поскольку апериодическое звено 4 имеет передаточную функцию вида где 1 — суммарный момент инерции электромеханической системы привода;

Zp — число пар полюсов, то на выходе сумматора 5 устанавливается сигнал, пропорциональный нагрузочному моменту Мс. (+hh3M !Ihc) с с .Д1, Р ™ Q P ° 25

46 б

Сумматор 6 обеспечивает вычисление ускорения привода в соответст вии с выражением

Эи р эм™ с) ° Устройство для определения нагрузочного момента электродвигателя, содержащее трехвходовый сумматор, подключенный через апериодическое звено к одному входу. второго сумматора, датчик электромагнитного момента, подключенный к первому входу трехвходового сумматора, и датчик частоты вращения, подключенный к вторым входам трехвходового и второго сумматоров, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьппения его точности, второй сумматор снабжен третьим входом, который вместе с третьим входом трехвходового сумматора подключен к выходу второго .сумматора.