Устройство для регистрации параметров машин
Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и предназначено для контроля параметров электрических машин с переменной нагрузкой. Целью изобретения является повышение точности устройства. Устройство содержит датчики I, выходы которых через выпрямители 2 подкотючены соответственно к входам фильтров 3 низкой частоты и первым входам амплитудных детекторов 4. Выходы амплитудных детекторов 4 соединены с входами селектора 5 максимального напряжения, первый выход которого подключен к входам пороговых элементов 6 первой группы, выходы которых соединены с входами первого дешифратора 7. Выходы первого дешифратора 7 подключены к первым входам второго дешифратора 8, выходы которого соединены с соответствующими входами пер- BOi o блока счетчиков 9. Выходы фильтров 3 низкой частоты подключены к первым входам ключей 10, выходы которых объединены и подключены к входам пороговых элементов 12 второй группы, выходы которых соедине1 ы с вторыми входами второго дешифратора 8. Вход дифференциатора 13 объединен с входом пороговых элементов 12 второй группы, выход дифференциатора 13 через компаратор 14 подключен к входу S (Л 1чЭ со о со 00 О5
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„4 G 07 С 3/10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3898532/24-24 (22) 21.05.85 (46) 15.02.87. Бюл. № 6 (71) Ивановский энергетический институт им. В. И. Ленина (72) А. Б. Колобов, С. С. Кораблев, А. В. Рассказчиков и В. А. Савельев (53) 621.178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1005115, кл. G 07 С 3/10, 1981.
Авторское свидетельство СССР
1239737, кл. (07 С 3/10, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ
ПАРАМЕТРОВ МАШИН (57) Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и предназначено для контроля параметров электрических машин с переменной нагрузкой.
Целью изобретения является повышение точности устройства. Устройство содержит датчики 1, выходы которых через выпрями„„SU „„1290386 тели 2 подключены соответственно к входам фильтров 3 низкой частоты и первым входам амплитудных детекторов 4. Выходы амплитудных детекторов 4 соединены с входами селектора 5 максимального напряжения, первый выход которого подключен к входам пороговых элементов 6 первой группы, выходы которых соединены с входами первого дешифратора 7. Выходы первого дешифратора 7 подключены к первым входам второго дешифратора 8, выходы которого соединены с соответствующими входами первого олока счетчиков 9. Выходы фильтров 3 низкой частоты подключены к первым входам ключей 10. выходы которых объединены и подключены к входам пороговых элементов 12 второй группы, выходы которых соединены с вторыми входами второго дешифратора 8. Вход дифференциатора 13 объединен с входом пороговых элементов 12 второй группы, выход дифференциатора 13 через компаратор 14 подключен к входу
1 290386 первого формирователя 16 импульсов, третьему входу второго дешифратора 8 и входу первого элемента 15 задержки..Выход первого элемента 15 задержки соединен с вторыми входами амплитудных детекторов 4 и четвертым входом второго дешифратора 8.
Вторые выходы селектора MBKcHMd;Ik>HDI напряжения 5 через группу вторых элементов 11 задержки подключен к вторым Входам ключей 10. Выход последнего порогового элемента 6 первой группы пороговых эл«Изобретение относится к средствам ко!ггрольно-измерительной техники и предназначено для контроля параметров электричеcvHx машин с переменной нагрузкой.
Цель изобретения — - повышени«точности устройства.
На чертеже приведена функциональп»H схема устройства.
Устройство содержит датчики 1, вып-»1мители 2, фильтры 3 низкой часто1ы, амплитудные детекторы 4, селектор 5 макси!
О мального напряжения, пороговые элем«;1ты 6 первой группы, первый 7 и BTopo:. I Я дешифраторы, первый блок счетчиков 9, кл Очи 10, элемент 1! задержки, пороговьи. эл;.— менты 12 второй группы, дифференциатор 13, компаратор 14, группу вторых элементов
15 задержки, первый формирователь 16 импульсов, генератор 17 импульсов, второй формирователь 18 импульсов, счетчик 19, третий дешифратор 20 и второй блок счетчиков ?1. Первый 7, второй 8 и третий 20 ik«- 2!) шифраторы выполнены соответственно на элементах И- — HE 22!,...,22m; 23i,,...,23„,,„. и
241,...,24(.
Устройство работает следующим образом.
Г!ри пуске машины контролируемые параметры воспринимаются датчиками 1 и после
25 двухполупериодного выпрямления выпрямителями 2 поступают на входы амплитудных детекторов 4 и фильтров 3 низкои Idc!0ты. Двухполупериоднос выпрямление II(.o()ходимо для приведения сигналов от датчиков к одной полярности вследствие того. что, например, максимальные амплитуды Вибрации стержней обмотки в одной !!.10скос ти могут иметь разное направление (3:)а ки). Амплитудные детекторы 4 производят запоминание и хранение максимального 1;а первый полупериод) сигнала с выхода соот ветствующих выпрямителей 2. Сигналы с Выходов амплитудных детекторов 4 поступ»!от на вход селектора 5 максимального на1)ряжения, на первом выходе которого, подкл:оченном к входам пороговых элементов 6
6 cîåäH He!i !I«pk 3 ВТороН формироВат«ль .8 импульсов с первым входом таймера 17, Второй Вход которо-о объединен с первыми входами третьего дешифратора 20 и подключен к выходу первого формирователя 16 HMIIó iücoB. Выход таймера 17 подключен к входу счетчика 19, выходы которого соединены с вторыми входами третьео деш»фратора 20, Выходы которого подключены к соответству!О)ц)(м Входам второ10 блок» счетчиков 21. i ил. первой группы,:к)является сигнал, равный максим.-льному из Всех сравниваемых сигналов. Таким образом, на вь)ходе селектора
5 макси мал ыюгО напряжения появляется максима!льное МГновенllоt . Значение 1-ГО сиГнала. ксторое будет максимальной апериодич(ской амплитудой, например, вибрации L-го стержн» обмо-ки. Происходит срабатывание . x пороговых элементов 6, уставка которых мень!не величины сигнала с выхода селектора 5 максимально."О напряж«ния. При этом
ilpoHcxo,THò срабатывание только Î IHÎI Î элемента И- HF (22(I!) первого дешифратора 7, оответствую)пего сработавшсму пороговому
)лсменту 6 с наибольшей уставкой, который н)даст блокируюц)ий с»l нал на другие элементы И- — 1-11; (22лг — („-1,(е!пифратора 7.
Амплит)дная дискретизация максимальной
»периодической амп.!итуды;1«р«:()диого параметра с помощьio .ц)ро(.оных элементов 6 послсдуюlц "(. дсп1иф(!ирОБа:1ие ÎcT0$1HHH
Hix выходов с Iloìîï(I,K) дсшифратора 7 llpHВодит к появлению на:., ом выходе дешифр поры 7 сип(ала, характ«риз) !0!Ii«I наличие (1-сй анериоди и«ской dM!I.i пуды парам«тра, На управляк)ши«входь: ключей 10 с;а,i«pæêîé l.;. — ус) анкой по времени . руины вторых элех ентов ;5 за; ержки, с
В opkilx ВыхОдОВ селектора ) .* 1 аксима )ьнОГО
:1»пряжения I одается сиг:(ал разрешения (B
Виде. I! »пример., положите IBllo; о напряжения !1а одном из Вхо 10B, напряжение на
Остал ьl Iý! х 0Tp, 111ат(.л ьно() ) j.! я Отк рыти я Toi"o из ключей I 0., к(п Орый i;()дк.iiк)ч«н чер(3 соответ(ТВ у к)1ци«. Вы:11)ям ит«, Iki 2 и фильтр 3 !!и)кой часготы к выходу соотВетстВу lo III«1 0 дат 1 и к» с H а ибод ы11и и си Г па†лом, зафиксированным и л 3» I:BðBûH полупсриод. Открытие ключей 10 с задержкой
1... необходимо потoM" что B YillëHTóäû вибрации, например, стержней тр«хфазной обмотки статора элек-,родвигатсля, вызываемые эл;-ктро инамическими силами от переходl!ых 1!уcKQBhlx -,оков, будут сдвинуть) симм«три но по фа:i(н» 2)т, 3 (120 . .Поэтому! ><)0386
15 время появления максимума апериодичсской вибрации стержней разных фазовых групп, в зависимости от момента включения электродвигателя в сеть, будет сдвинут0 III»Tношению друг к другу на Т/6, т. с. Иа ! О/6т 1,67 мс (при периоде вибрационного процесса T=10 мс, частота 100 Гц) . Однако появление максимумов апериодической вибрации стержней будет в течение первого полупериода, поэтому, принимая 1 ;.:=
= — 5 мс (T/2), можно тем самым исключить возможность ложного отпирания того из ключей !О, который управляется по выходу селектора 5 наличием первого (но не всегда наибольшего) фазного максимума. Выдержка времени /;. позволяет обеспечить правильную коммутацию ключей, так как за нолпериола амплитудные детекторы фиксируют максимумы вибрации стержней разл «Iных фаз, вследствие чего напряжения на группе выходов селектора 5 оулут такими, что один из ключей 10 открывается и полклк>част выход фильтра 3 низкой частоты (соответствуюгций номеру. датчика, воспринявшего максимальную апериодическую av.— плитуду параметра) к входам пороговых элементов 12 и входу дифферснциатора 13.
Фильтры 3 низкой частоты выполняются с частотой среза j..=-0,1--0,5 Гц, что позволяет сгладить аиеридическую огибающук>, измеряю;цуюся с 1астотой от 2 ло 5 Гц, переходного II!>I>II0ccri, наложенную на ксионенциальHo затуха>оший апериодичсский виорационный процесс и вызванную зату>.Н>0щими апсриодичсскими токами в роторе.
Амплитуда апериодической (медленной
2 — 5 Гц) огибающей, наложенной на аисриодичсский затухаюгций переходный процесс, составляет в среднем 2<) — 30% от амплитуды апериодического процесса. Фильтры
3 низкой частоты позволя>от сгладить переходную огибающую 2 — 5 Гц и выделить экспоненциальную огибающую затухающего апериоличсского переходного процесса, например, виорации стер>кней обмотки. Таким образом, цри пуске машины (электродвигателя) апериодический пусковой ток статора есть только в одной из фаз, следовательно, максимальной апериоди,еской вибрации подвер>кеиы To;IhKG стержни данной фазовой группы обмотки. Вибрация стержней других фазовых групп не H>ü:ñåò апериодического характера с максимальной амплитудой в первый полупериод, а представляет собой установившийся периодический процесс. При пуске машины по=ле выделения селектором 5 максимальной апериодической амплитуды от одного и-, ;латчиков 1 открывается (как указано) один из ключей
10, подключая к дифференциа гору 13 выход одно 0 из фильтров 3 низкой частоты, fl03,— кл>оченный к соответствующему датчику 1.
На вход дифференциатора 13 подается от да.гчика, воспринявшего максимальную амплитуду а периодической BH61>3 II H H, с учетом
3алЕРЖКИ ПОД К1ЮLIСНИ Я На t з.ь СИГНал С,1Сдующего вила
1 (/)= — (а,.„— а )exp! ). (1)
I,л е а„„а. — соответственно максимальная апериодическая и установившаяся амплитуды переходной вибрации стержней обмотки; т — постоянная времени затухания апериодической вибрации (переменная для разны пусков, т. е. т — > (. И: и н ), М.: — динамический момент агрегата двигатель-механизм) .
Итак, на входе дифференциатора 13 будет экспоненциально затухающий сигнал V(t), который приблизительно через (3- 4)т принимает значение а, неизменное до конца пуска. На выходе дифференциатора 13 появляется сигнал Г (ь), равный производной от Г(1):
Г, l)= — (а„-.,— а ) — — схЯ вЂ” „=), t (2) При изменении Г(t) от а„, до а производная
V (l! на выходе лифференциатора 13 отрицательная, а через (3 4) т на выходе дифференциатора 13 появляется нуль, что свидетельствует о затухании апсриодическог0 переходного процесса изменения параметра и установлении l0 конца пуска неизменной амплитуды. Появление нулевого сигнала на выходе лифферсициатора 13 приводит к срабатыванию компаратора 14, определяющего прохождение входной величины через нуль (сравнеиие с нулем), и появлению на его выходе положительного сигнала, который одновременно стробирует работу второго дс пифратора 8 (пo третьему входу) и запускает элемент 1 задержки. Пороговые элементы 12 второй группы, подключенные одним из ключей, производят амплитудную дискретизацию сигнала Г® После отслеживания процесса изменения параметра Г(/) и фиксации момента затухания апсриодической составляющей V it)=0 лифференциатором 13 и появления сигнала управления с компаратора 4 происходит срабатывание одного элемента И вЂ” HE (23,>1 ) второго дешифратора 8, соотвстствуiolllE I.о сработавшему пороговому элементу 6q. первой группы, а также сработавшему пороговому элементу 12>!> второй группы, который выделил максимальный >1-й уровень установившегося после затухания апериодического процесса значения а . Срабатывание одного элемента (23q:, >1) дешифратора 8 приводит к подаче с его выхода блокирующего сигнала на дрхтие элементы И вЂ” HE (23 (q:,k!— — (I(:,>1:) дешифратора 8. Количество срабатываний дешифратора 8 фиксируется соответствующими счетчиками первого блока счетчиков 9. Таким образом, после определения момента окон .ания затухания апериодической составляющей на первые и вто(j i>I
ИОО,.)! Ь!1! 21! >< СT2BKOH, H, (".!«H(1)H I(H (jj, » !il .
КОЕ ГК.> И РОВ<>1(КЬ!(IIO 2. r! (I. (ИТ i i(, »,) (" i .! . !.
I lО х12 и(и )<1:-1.1(и!1>>е 21: <ГГ) КОЛК 1<. Г к к и
,3КБ((3 и ! ", >< H H 3; !! <3!j -! >> (! 1!)r!,. -: ЯС()(>
ОЛБИ>у И.> Лс> r"),(!)?КОБ 11>iH ЛТО»1 (> .) ;, ).
Hbl X С-I((!((!Кj HO! О 0.10! .; ф и к с и 1) > е I с и к, ) I I i I с (т I > (), i и с k . ) 01 I i; > I " „ 1! . и г.КСI! .":fr! (Ь! Ы ), с! !1(Р;1:,,Б >>ЕГ с! >!12 и(H) . "! Б lie) I IIИ К О! О <Х(С:(:.> (> (Ч Tc !!ОБИВ!(IИХ(il !>ОСЛЕ .> 31 ), >;:-> И И);; г!<. .)II<.: >ее KOH <. (j<"Ãa Б.1(ек.
> с! (К(3>,(001) <120 ë!, 1>»., I,, ici I c! i ..",.Oi ) Г! )1:) И)Г Г! .: оол-,.laCI С(30!IC I B()X. (>.((>1>1,! H)?OC ГК! БХ!(С)1) !», ИБ,,3 >T>C!f> " H»(?1") ! ())) I 1) И . "<»c! <. )! II I i <
2 f! 2 r! C il H i3 1l;l ) <1>),! Е с Р и и » г °,!) . t! Ir!. Е, 1 ! !
?)(>ll 1
Б (К(Т lr; К,,TО HÎÁ »Рс! Я<, ."()! :. >)<. >3<) I >
Оо:-, леl(ИФРБI <)1>2 < (г)Г !>21)Я>) Г!,, 1».;!»
1011>()(>> 1!XO,I,", (1 2:1»и?>с:< 1), И)2 >:! г>I
T(,:>ЬHО! () Iia >I »3! ЖC!IИ и r)c> !
ГР 2;>O! 113. 1<>Г() .. I 0! i ) Гci
; (2»2:ч>< П!) Б 3 cl >r И!>Ь! »(Б )j ., : ! и> с;OБ 1>еоохол к > f (()»<)",:3!! 2 !:: . (>ЫХ:-, )1> I r ИТ> 1! Ь "i I! 1. Г ". > ., i ", ;> ) li РБ Б,!)1?(>I I. К(l!КОЛ!-I ;: ) )!
1 0 ".i(j I 0 l! с1 >г) с! (>,(Г . р i! О С У 1. (,." "i . I ) . . 0(>!jr2 30ХК ОГ >Г 01(;;. <>! ! "; И ",! 2 I-.li(>I О lс) П i 33 К<); I I) .1 X>i-. .,".!>(?.:l и > II" Р!3ЫЙ I (.,,. ;!I !j "<, > .. !Г !,"! Кс)?! il )1<1. >. 11 " . i! Ii)i) . <1 .>С Гl) <>, .::. :!. l!! !), > <: . 1 ()j"0! (>БЬIЕ "..!C. r C(I!>i )!(")> Of ! г>!))>., I с> К О I 0 р Ь Х )il I I > i i (Г : I ) с), !i . Г, >; I< ) < I: О I> !i I!!)(. )I< !)0) .)В:;Х вЂ”:. .(., > )1 ci i l>!> >3?!. " i r I!. Яг> .> > ) ! I ... i . .! . и О. Я " >: > i j i:; < . H Т Ь . : . ):. I < 1>ыхо,;< Г>Влек »l) ). .. Г. (>l!,,)c, (.:!! >(Р:>оЛК !!(Гко: i НО (> !)с>> " 1 I ()i! .: :! г! ! ) I01j(jI (БОГО Ялcic Г >тк <, (.,:! ...(>) ) рОБ CÎp. 1,)i! <))I; è >XX I (>ll! IH й»;liт К, !».. >:. Г. H! 0 fl;l Ii:ХО,(<.)<31() <. ".>) I !.< ) . () . ЬСОБ (2 H "ГK2() i (() и Р ! 1.(ИH с (Вl (KС(30(!ББ И H<) К i. . (. ° . О i, I! })(b )i()Kk CC 1 ИОСТ !О " ill) i! (<. !3 " х 0, ) . !ет (икс> 1(1 )10 ) к. Iic -; >: Бь(х<) )1(>Р г()Р<1 1 31:.)311) Лb(ОБ,:» ° Я (! К, (!!), К ГЕ>(Е,)2 1 01;ri С ); Г>,е <<>тl:01 » II,>0!I< Ссi; I!, 2 ВЫX0,10 ко."(— 1 > !Е)ЯБЛ> Г !.. 3 СКГ))c!Г(, !П) K»TO 1)Г1 . >? >) <1>Ор>>> ! (! 2" . . е и . (; !1- " llú Г(ьсОВ ! >>!? >. . СЕ>(. ! 1 i I и Ы, И iic ; Л 1>Г., !I(>CT>г !1230 ):, ),,, -: 1 !. Б Ы (>! Б i (! I (.. " I с! ) I (: » > i ). H C 1) d T 0 P 2 i >! ))Х. l!>>Г(>i>. 2 ><) ) r! !< (cf ) 0!)2 l! >>!!1 >< >Ь(ОВ >Р К I l,cii 1? Г >I. <1 ) <1 1> ri ((;!» (Ь! Х f3 blX0.12 Х 1(Г-! .:: (1Ó,) " r!i XO, КО,,)>I и Х(ОМЕ >.::; ri:. (Е:> И Я:.> . Il ., !).,". !? 2»2:> iC. I l>f1 »IX ! ;,> ),-Ij;, (>»C < IIC ;<Б;! 1!е»и<;1(3;),!, .; Л ((Tlr ), () i: )»!32 M»(0 I !(г:., 2 >:! !!»!" )> I! >),COH с! } . . !I) i, 1!. H (. С Г Ь !I ; (> ) >, И 1 H и .! 2 Е).21 )»;! )7,H,Ill ) Г<)i) r(j <:" ) ()! . Р- .1<;1!2 )I .:I! >, >». (j!3 HV, :-!! Л" .t((" ". ГЯ:12 >г>!1)db.>Я>оi>(ИИ ); 1 >r "О 1< ! И<1) р2 ).О!)2 2(), » rl;31)<>11!2 è .1е )i)- Ин> )< :r: ) H.. i г) ii?H Бы> О 1<,. Б < < е > . } .. ) > О И О, i!! Т 0 2 (<3 . .: 2! I H (i 0;L H O (> >Т } СО»(:!)"I(TI), :!) (!.ГО fld12)!HK) СИГ(12 :,; холе Г ?)Г) . к:> 1<> : ()(j.iь!!>Км ко !..: Г>!"О)1 г(.! ., . ) >»и )10 <. Гкк)кир »(т„? (и(, г; -, (ы(-,; "l>l 11 1 ; (24! r} ..>)1>. r>! О!1>Е 4 БЬ ХО-! ,;. ! > (,l>. И 3 ) H ii(.If- ) ) < r ijr>ÒБ". С: Б :О!1 I) H ;!»: .:;:.;": .. °:)! г.:>и "; Г >КИ;. , <> ->;, . ::. К, ) ">К::;-)И ! г;: Б (>Т-! ) К< .. i? (>! "> Б: I .К Р; Г .ЗИ()ОH2 Hfil>!Х :!: 1(Х 1;.! Г(.".:. I!.: ."! . I! .. »(, НИ " - !>ГХ> 2 (И Я. i 2XfC Г,><)Б . . l . ». ."() --..--. ..<.! ..::1:((. " : .. . Б):! i) 2.! <Е>3 -il (). :" !<>1 ) :, Б,г) :> ,0i О;.)<>- г>, ...:.; >I К;;,;О?2;,3 ! ;)), 1 <;!, .)!Е ») .О .., " Г :>:И>-,>". БХО-! ! :. >> И;>: rj -ГГ»1) .1, >! I. -.0 rl I 1 -: .! .: . С:>С;1И ИС— г 1 : .,,!.. ((О!3 I IHP:l!) b . >< !."1! >>" 1 и I I О !3 HC> (»bi БЫ;) I! и !,))ТЕ.I И,,r,. ! ):">: К? >3)3<2(()(C " "j">. I:. 2 ;))j )(О)с i:-I;)d О!), )ОРr : 2 IX>ð !!".". > ) > Ь(013> (<» О >!2!r: и:К("?(К и ". (»Е :Г<»! Б ТС1 Б ;!.О1290386 Составитель И. Рыбаков Редактор Э. Слиган Техред И. Верес Корректор A. Тяско Заказ 7907/50 Тираж 490 Подписное В11ИИПИ 1 ос1 врет венного кочитета СССР по делам изобре1ений и открытий ! 3035, Москва. Ж вЂ” 35, Ра1 инская наб., д. 4 5 Ппоизводственно-полиграфическое предприятие. г. Х жгород, 1.л. Проектная. 4 щие вторые элементы задержки подключены к первым входам ключей, выходы датчиков соединены с входами соответствующих выпрямителей, выходы которых подключены к первым входам соответствующих амплитудных детекторов и фильтров низкой частоты, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих ключей, выходы которых подключены через дифференциатор к входу компаратора, выход которого соединен с третьим входом второго дешифратора, первым формирователем импульсов и первым элементом задержки, выход которого подключен к вторым входам амплитудных детекторов и четвертому входу второго дешифратора, выход последнего порогового элемента первой группы пороговых элементов соединен через второй формирователь импульсов с первым входом генератора импульсов, второй вход которого объединен с первыми входами третьего дешифратора и подключен к выходу первого формирователя импульсов, выход генератора импульсов подключен к входу счетчика, выходы которого соединены с вторыми входами третьего дещифратора, выходы которого подключены к соответствующим входам второго блока счетчиков.
