Устройство для измерения электромагнитного момента асинхронного электродвигателя

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения электромагнитного момента машин переменного тока. Целью изобретения является повышение быстродействия. Сигналы с датчиков 1-3 тока поступают на первые входы модуляторов 19-21 и первые входы сумматоров 9-11, на вторые входы которых подаются сигналы с датчиков 5-7 напряжений. Сигналы с выходов сумматоров 9-11 через соответствующие интеграторы 15-17 поступают на первые входы модуляторов 22-24. На вторые входы модуляторов 19-24 подается симметричная многофазная система высокочастотных опорных сигналов от трехфазного генератора 33 импульсов. Сигналы от модуляторов 19-21 после суммирования в сумматоре 12 и фильтрации в фильтре 26 низких частот преобразуются в векторный сигнал, характеризующий пространственный вектор тока статора электродвигателя 42, а сигналы от модуляторов 22-24 после аналогичной обработки в сумматоре 13 и фильтре 27 низких частот преобразуются в векторный сигнал, характеризующий пространственный вектор потокосцепления. Этот векторный сигнал подается после выпрямления выпрямителем 30 на вход компаратора 31, управляющего модулятором 25, и через выпрямитель 30 - на один вход блока 32 умножения, на другой вход которого подается сигнал с модулятора 25. Сигнал с выхода блока 32 умножения после фильтрации пропорционален электромагнитному моменту. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 01 L 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ПЛАНТ СССР

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4281264/24-10 (22) 13.07.87 (46) 23.02.90. Бюл. Y 7 (71) Пермский политехнический институт (72) И.Я.Кривицкий, А.И.Вачегин и С, В.Добрынин (53) 621.313.13:621.3.082. 7(088;8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 342093, кл. G 01 L 3/00, 1970.

Авторское свидетельство СССР

М 691703, кл. С. 01 L 3/1О, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОИАГНИТНОГО ИОИЕНТА АСИНХРОННОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения электромагнитного момента машин переменного тока. Целью изобретения является повышение быстродействия. Сигналы с датчиков 1 3 тока поступают на первые входы модуляторов 19-21 и первые входы сумма торов 9-11, на вторые входы которых подаются сигналы с датчиков 5-7 напряжений, Сигналы с выходов сумматоров

9-11 через соответствующие интегра„„SU„„1545107 А1

2 торы 15-17 поступают на первые входы модуляторов 22-24, На вторые входы модуляторов 19-24 подается симметричная многофазная система высокочастот" ных опорных сигналов от трехфазного генератора 33 импульсов. Сигналы от модуляторов 19-21 после суммирования в сумматоре 12 и фильтрации в Фильтре 26 низких частот преобразуются в ве к торный си г нал, хара к терн зующий пространственный вектор тока статора электродвигателя 42, а сигналы от модуляторов 22-24 после аналогичной обработки в сумматоре 13 и фильтре 27 низких частот преобразуются в векторный сигнал, характеризующий пространственный вектор потокосцепления, Этот векторный сигнал подается после выпрямления выпрямителем 30 на вход компаратора 31, управляющего модулятором 25, и через выпрямитель 30на один вход блока 32 умножения, на другой вход которого подается сигнал с модулятора 25. Сигнал с выхода блока 32 умножения после Фильтрации пропорционален электромагнитному моменту. 3 ил.

1545107

2« — э1P(Qt + У вЂ” — )

2и

15 U = sip(gt+(+ — ) с

3 где Я - частота сигнала, с

II - Фазовый угол, рад.

В результате амплитудной модуляции указанных опорных сигналов сигналами

20 фазных токов, которая осуществляется модуляторами 19-21 блока 34 Формирования пространственного вектора, на выходе модуляторов 19-21 возникает многофаэная система высокочастотных

25 сигналов, содержащих высшие гармоники.

Сумматор 12 осуществляет суммирование указанных модулированных сигналов.

После суммирования и Фильтрации высших гармоник, которая осуществляется

3О фильтром 26 на выходе блока 34 Формирава ни я простра нст венного вектора возникает сигнал, характеризующий пространственный вектор тока статора:

Формирование пространственного вектора потокосцепления статора осуществляется в блоке 35. При этом сигналы с выходов блока 4 датчиков тока и с выходов блоков. 8 датчиков напря жения поступают на соответствующие входы блока 14 сумматоров, который осуществляет пофазное суммирование укаэанных сигналов по формулам

1д UA- R i<

1е =ив-R1â1 . "с R 1с« где R - сопротивление фазы статора

1 электродвигателя 42.

5О На выходе блока 14 сумматоров возникает многофазная система сигналов, характеризующих фаэное ЭДС статора:

14 = Šcos(Qt — c4 );

55 1 = E cos(g.t -о -- -«) °

e— «

1 = Е cos(g,t - {6 + -«)

2 с м 3 где Ы. - Фазовый угол, рад.

Изобретение относи тся к и эмери1ельной технике, а именно к устройствам для измерения электромагнитного момента машин переменного тока, и может быть использовано для измерения

Электромагнитного момента в асинхронных электроприводах.

Целью изобретения является повышение быстродействия. 10

На фиг.1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - структурная схема трехфазного генератора импульсов; на фиг .3 " временные диаграммы импульсов на выходах генератора, Устройство для измерения электроМагнитного момента асинхронных элек" тродвигателей содержит три датчика

1-3 тока, объединенные а блок 4 датчиков тока, три датчика 5-7 напряжения, объединенные в блок 8 датчиков напряжения, пять сумматоров 9-13, первые три из которых объединены в ,блок 14 сумматоров, три интегратора

15-17, объединенные в блок 18 интеграторов, семь модуляторов 19-25, три

Фильтра 26"28 низких частот, фаэо,смещающий блок 29, выпрямитель 30, компаратор 31, блок 32 умножения и трехфазный генератор 33 импульсов.

Сумматор 12, модуляторы 19-21 и фильтр 26 низких частот образуют пер, вый блок 34 Формирования пространственных вектороа, а второй блок 35 формирования проСтранстаенных вектб ров образуют сумматор 13, модуляторы

22-24 и Фильтр 27 низких частот.

ТрехФазный генератор 33 импульсов (Фиг.2) включает мультиаибратор 36, счетчик 37, дешифратор 38 и триггеры 39-41

Устройство работает следующим образом, Датчики тока 1-3 и напряжений 5-7 подключают к .соответствующим фазным цепям питания исследуемого асинхронного электродвигателя 42. !

На первые входы модуляторов 19-21 входящих в первый блок.34 формирования простра нст венного вектора, с выхода блока 4 датчиков тока поступает многофазная система сигналов, несущих информацию о фазных токах статора асинхронного электродвигателя 42: 1> = I sin(51t — q);

2«

1 = I sin(Qt -,<„в- — ) ° а в ч

2/

= 1 sin(Qt - + --) с 3 где Q - угловая частота сети, с, Ч вЂ” фазовый угол, рад.

На вторые входы модуляторов 19-21 с соответствующих выходов трехфазного генератора 33 импульсов поступает симметричная многофазная система высокочастотных опорных сигналов:

= sip((i)t + g ) 1,. 1 соБ((Ы Q)t + +(f1

5 1545107 6

Для получения фазных потокосцепле- составляющеи, содержит высокочастотний статора указанная многофазная ную переменную составляющую система сигналов интегрируется блоком

18 интеграторов

M=I /sin((f-eL) - I Ц х

3 3

m (2 х сов(2 ((2 -Q) t + 22 в (2 st() . (), = -22 sin(gt — ()().);

Фильтр 28 низкой частоты выделяет из этого сигнала постоянную составляющую, которая и несет информацию об электромагнитном моменте асинхронного электродвигателя.

Е)) 2

sin(Qt -2с — -и) ° в 3 (> = -E sin(Q.t — Ы. + -7()

Е 2 с Д

Полученный многофазный сигнал поступает на первые входы модуляторов

22-24 блока 35 Формирования пространственного вектора, на вторые входы которых поступает симметричная многофаэная система опорных сигналов с соответствующих выходов трехфазного генератора 33 импульсов. Работа блока 35 аналогична работе блока 34, На выходе блока 35 формирования пространственного вектора образуется сигнал формула изобретения

Устройство для измерения электромагнитного момента асинхронного электродвигателя, содержащее три датчика тока, три датчика напряжения, три сумматора, интегратора и фильтра низких частот, причем выход каждого интегратора подключен к выходу соответствующего сумматора, к одному входу каждого из которых подключен соответствующий датчик тока, а к второму входу - соответствующий датчик напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены два дополнительных :у

30 сумматора, компаратор, фазосмещающий блок, выпрямитель, блок умножения, трехфазный генератор импульсов и семь . модуляторов, первые три из которых подключены первыми входами к соответ35 ствующим датчикам тока, вторыми входами - к соответствующим выходам трехфазного генератора импульсов, а выходами - к соответствующим входам первого дополнительного сумматора, 40 выход которого через первый фильтр низких частот подключен к входу фазосмещающего блока, четвертый, пятый и шестой модуляторы подключены первыми входами к выходам соответствующих

45 интеграторов, вторыми входами к соответствующим выходам трехфазного гене" ратора импульсов, а выходами - к.со" ответствующим входам второго дополнительного сумматора, выход которого

50 через второй фильтр низких частот подключен к входу компаратора и к входу выпрямителя, выход которого подключен к первому входу блока умножения, выход которого подключен к

55 .входу третьего Фильтра низких частот, а второй вход - к выходу седьмого мо" . дулятора, один вход которого подключен к выходу фазосмещающего блока, а другой - к выходу компаратора.

Векторный сигнал в с выхода блока 35 подается на входы выпрямителя 30 и компаратора 31, которые Формируют сигналы, характеризующие соответственно модуль и Фазу вектора (5.

Компаратор 31 сравнивает выходной сигнал с нулевым уровнем. Выходной сигнал компаратора 31, представляющий собой последовательность прямоугольных импульсов с фазовым соответствием сигналу на выходе блока 35, подается на один вход модулятора 25, на другой вход которого через фазосмещающий блок 29 (смещающий фазу проходного сигнала на угол V/2) подается сигнал с выхода блока 34, На выходе модулятора 25 формируется сигнал, основная гармоника которого имеет вид

I ввв((и - (2) t в () в 1)х

6 х сов ((Ы -(2) t s st + f$ = I x

sin(EP — cL) + х I sin)2(Я (I)t +

+q +st + 2f).

Первое слагаемое представляет собой проекцию вектора хв на ось, ортогональную вектору Q, Этот сигнал поступает на один вход блока. 32 умноже" ния, на второй вход которого подается сигнал с выхода выпрямителя, пропорциональный величине модуля ф . Иа выходе блока 32 умножения формируется сигнал, который, кроме постоянной редактор И. Горная

Составитель А.Амаханов

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Гирняк

Заказ 486 Тираж 465 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101