Способ бесконтактного определения частоты вращения коллекторных электродвигателей

Авторы патента:

G01P3/36 - приборы, выполняющие измерения с помощью оптических средств, т.е. инфракрасных, видимых или ультрафиолетовых лучей (G01P 3/68 имеет преимущество; гирометры, использующие эффект Саньяка, т.е. смещения, наведенные вращением вращающихся в противоположных направлениях электромагнитных пучков G01C 19/64)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения скорости вращения коллекторных электродвигателей постоянного и переменного тока. Цель изобретения - повышение точности за счет увеличения соотношения сигнал - шум информативного сигнала. Электромагнитные радиоволны, излучаемые работающим электродвигателем 1, индицируют ЭДС на входе радиодатчика 2. С выхода радиодатчика 2 сигнал поступает в анализатор 3 спектра для определения спектрального состава электромагнитного излучения. С аналогового выхода анализатора 3 спектра сигнал подается на входы самопишущего потенциометра 4 и аналого-цифрового преобразователя вычислительного устройства 5. Определение скорости вращения коллекторных электродвигателей производят путем анализа спектров радиоизлучения . Если первый пик слабо проявляется на фоне низкочастотных радиопомех , для определения скорости вращения используют два наиболее сильно выраженных резонансных пика. Измерив частоты этих пиков и вычислив разность между ними, делят полученную величину на разность порядков и таким образом определяют частоту, соответствующую скорости вращения электродвигателя . 5 ил. С 4 СО ю ю 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 P 3/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И AВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬС ГВУ

В»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЗНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4616316/10 (22) 07.12,88 (46) 07.05.92. Бюп. 1Ф 17 (71) Белорусский политехнический институт (72) Л.И.Гречихин и В.Б. Тимошевич (53) 531.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 794527, кл. С 01, P 3/489, 1978.

Лассан В.Л. и др. Опыт разработки аппаратуры для измерения параметров движения ЛДНТП, 1972, с. 18, 19. (54) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ КОЛЛЕКТОРНЫХ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь - зовано для определения скорости враще, ния коллекторных электродвигателей, постоянного и переменного тока. Цель изобретения вЂ” повышение точности за счет увеличения соотношения сигналшум информативного сигнала, Электро„Я0„„1732280 А 1

2 магнитные радиоволны, излучаемые работающим электродвигателем 1, индицируют ЭДС на входе радиодатчика. 2. С выхода радиодатчика 2 сигнал поступает в анализатор 3 спектра для определения спектрального состава электромагнитного излучения. С аналогового выхода анализатора 3 спектра сигнал подается на входы самопишущего потенциометра 4 и аналого-цифрового преобразователя вычислительного устройства 5. Определение скорости вращения коллекторных электродвигателей производят путем анализа спектров радиоизлучения. Если первый пик слабо проявляется на фоне низкочастотных радиопомех, для определения скорости вращения используют два наиболее сильно выраженных резонансных пика. Измерив частоты этих пиков и вычислив разность между ними, делят полученную величину на разность порядков и таким образом определяют частоту, соответствующую скорости вращения электродвигателя ° 5 ил. Электромагнитные волны, излучаемые работающим электродвигателем 1, индуцируют ЭДС на входе радиодатчика 2,.;

Сигнал усиливается и подвергается предварительной обработке..С выхода радиодатчика 2 сигнал поступает на анализатор 3 спектра для определения спектрального состава электромагнитного излучения. С аналогового выхода анализатора 3 спектра сигнал подается на входы саиопишущего потенциометра 4

Целью изобретения является повышение точности за счет увеличения соотношения сигнал вЂ” шум информативного сигнала.

На фиг.1 представлена схема уст. ройства для реализации способа; на фиг.2-5 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Цифрой 1 на фиг.1 обозначен исследуемый электродвигатель. Устройство для реализации способа содержит радиодатчнк 2, анализатор 3 спектра, потенциометр 4 самопишущий, вычислительное устройство с аналого-цифровым преобразователем 5. на входе и индикатор 6.

На фиг.2 обозначена через 7 спектральная характеристика U = CP(f) радиоизлучения электродвигателя, где

U вЂ” наводимое напряжение, а f вЂ” частота, пик первого порядка 8, пик 4-го порядка 9, пик 7-го порядка 10, пики вероятной электромагнитной наводки с частотой сети .11.

На фиг.3 обозначена через 12 спектральная характеристика тока через электродвигатель I = P(f), где I вЂ”переменная составляющая тока, f вЂ” частота, пик первого порядка 13, пик

4-го порядка 14, пик 7-ro порядка 15.

На фиг.4 обозначена через 16 спектральная характеристика амплитудных модуляций радиоизлучения на частоте

t50 кГц, пик первого порядка 17, пик

4-го порядка 18, пик 7-ro порядка 19.

На фиг.5 обозначена через 20 зависимость частоты f первого резонансного пика от скорости вращения электродвигателя 10.

Способ реализуется следующим образом.

32280 4 и аналого-цифрового преобразователя вычислительного устройства 5. Самопишущий потенциометр 4 осуществляет за-. пись спектрограмм с целью дальнейшей обработки. Вычислительное устройство производит экспресс-анализ полученных спектров радиоизлучения по заданным программам и выдает информацию на йн1р дикатор 6 для отображения полученных результатов.

Определения скорости вращения коллекторных электродвигателей производят путем анализа спектров радиоиз15 лучения (фиг.2 и 4).

С целью обеспечения наивысшей производительности скорость вращения находят путем измерения частоты первого резонансного пика 8 спектра радиоиз20 лучения (фиг.2) ° его частота соответствует скорости вращения электродвигателя, которая определяется по фор муле: Я = 60f, где Я вЂ” скорость вращения, об/мин, f вЂ” частота резонансного пика первого порядка, Гц. Если первый пик слабо проявляется на фоне низкочастотных радиопомех, для опре деления скорости вращения используют два наиболее сильно выраженных резо30 нансных пика, например пик 4-го порядка 9 и пик 7-го порядка 10. Измерив частоты этих пиков и вычислив разность между ними, делят полученную величину на разность порядков (7-4) и таким образом определяют частоту, соответствующую скорости вращения электродвигателя. Если необходимо увеличить точность измерения скорости вращения, например в 5 раз, выбирают

4Р ярко выраженный резонансный пик k-ro порядка, например, k = 7). Измерив частоту резонансного пика 7-ro порядка и разделив ее на семь, получают частоту, соответствующую скорости вра45 щения электродвигателя. Точность определения скорости вращения повышена в семь раз, что удовлетворяет поставленным условиям.

Для.сравнения на фиг.3 приведена

50 спектрограмма 12 переменной составляющей тока через электродвигатель с соответствующими резонансными пиками первого 13, четвертого 14 и седьмого

15 порядков. Видно соответствие час55 тот и амплитуд резонансных пиков аналогичным параметрам на спектре радио излучения.

Для проведения дистанционных измерений скорости вращения электродвига173 теля использование низкочастотного радиоизлучения затруднено, а часто и невозможно. Это связано с быстрым затуханием радиосигнала при увеличении расстояния до излучающего объекта. В этом случае целесообразно регистрировать высокочастотный радиосигнал, который медленнее затухает с увеличением расстояния. Кроме того, на расстоянии порядка нескольких длин волн высокочастотных колебаний происходит формирование электромагнитной волны, уМеНьшение амплитуды которой при увепичении расстояния до объекта происходит еще медленнее. Высокочастотные, колебания промодулированы низкими частотами искрообразования на коллекгоре электродвигателя. Продетектиро" ав высокочастотный сигнал и рассмотрев спектральный состав его амплитуд-.

«ых модуляций, фиксируют его идентичюсть со спектром низкочастотных ра-. иошумов. Определие скорости вращения производят путем анализа, спектра амплитудных модуляций по первому либо

6 и-тому резонансному пику, а также по разности частот между и-ным и k-м резонансными пиками согласно вышеизложенной методике.

f н вЂ” Йн к

Формула изобретения

Способ бесконтактного определения

10 частоты вращения коллекторных электродвигателей, заключающийся в регистрации радиоизлучения, по параметрам которого определяют скорость вращения, отличающийся тем, 15 что, с целью повышения точности за счет увеличения соотношения сигналвЂ” шум, в информативном сигнале регистрируют частоты 1я и Е Н „ резонансных пиков радиоизлучения, где Н = О, 1 2вЂ”

4 номер гармоники; k вЂ” - натуральное чнсхю, не равное нулю, а частоту враще, ния f. электродвигателя определяют из соотношения

1732280

8 °

1732280

Составитель Е.Никитин

Редактор В.Бугренкова Техред A.Кравчук,. Корректор С.Шекиар

Заказ 1580 Тиржк Подписное

ВНИИПИ Государственного комктета по изобретениям и открытиям при KHT СССР.

113035, Москва, 3-35, Рауавкая наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ym ород, ул. Гагарица, 10!

Способ бесконтактного определения частоты вращения коллекторных электродвигателей

Похожие патенты:

Доплеровский лидар // 1721513

Изобретение относится к квантовой электронике и может найти применение в системах навигации, связи, слежения за объектами, а также в аэродинамике и метеорологии

Способ измерения скорости крупномасштабных и стратифицированных потоков // 1721512

Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике и может применяться для измерения скорости потока

Устройство для измерения скорости потоков жидкости и газа // 1714516

Волоконно-оптический гироскоп // 1714515

Изобретение относится к измерительной технике и может быть.использовано для определения скорости вращения объектов, угла поворота объектов

Устройство для бесконтактного измерения скорости движущейся поверхности // 1714514

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости движения протяженных объектов: колонки, проката, ленточных изделий в ходе технологического процесса, транспортных и робототехнических средств

Измеритель скорости движения изображения поверхности // 1705748

Изобретение относится к измерительной технике и может быть ис пользовано для измерения скорости движения изображения например, з датчиках скорости компенсаторов скоростного смаза при аэрофотосъемке, в измерителях скорости движения прокатки и т.п

Устройство для измерения параметров движения объекта // 1704093

Изобретение относится к устройствам бесконтактного измерения параметров движения и может быть использовано в системах наземной навигации для определения координат наземных объектов

Датчик скорости движения изображения поверхности // 1700481

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости движения изображения поверхности

Устройство для измерения поля скоростей двухфазных потоков // 1700480

Изобретение относится к лазерной анемометрии, а именно к усторойствам для изменения поля скоростей потоков по доплеровскому сдвигу частоты света, рассеянного частицами движущейся-среды

Устройство для определения параметров вращения вала // 1688165

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения угла поворота, угловой скорости, ускорения и направления вращающихся объектов

Способ измерения скорости движения объекта и устройство для его реализации // 2100810

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к классу электронно-оптических приборов, позволяющих определять параметры движения объекта или узла механизма, и может быть использовано в высокоточных быстродействующих системах дистанционного измерения линейной скорости, в системах ориентации и управления космическими и другими летательными аппаратами, а также в приборах и устройствах навигационных и геодезических систем

Устройство для определения угловой скорости // 2104553

Способ лазерного измерения вектора скорости // 2108585

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в экспериментальной гидро- и аэродинамике, исследовании однофазных и многофазных сред, а также в промышленных технологиях, связанных с необходимостью невозмущающего контроля параметров механического движения

Двухканальный оптический измеритель скорости // 2124732

Способ измерения линейной скорости // 2125268

Изобретение относится к области измерения линейной скорости тел, осуществляющих перемещение в пространстве: космическом, воздушном, водном и т.п

Способ динамического измерения угловых перемещений // 2127867

Изобретение относится к угломерным измерениям, в частности к динамическим измерениям, представляющим собой периодическое измерение угла в определенные моменты времени, и может быть использовано для динамических измерений углов при помощи лазерного гироскопа с переменной подставкой (виброподвесом, зеемановской или фарадеевской подставкой), например, при измерении профиля железнодорожных путей скоростных железных дорог, а также в составе быстродействующих бесплатформенных инерциальных систем

Лазерный волоконный датчик угловой скорости // 2129283

Изобретение относится к области навигационных систем, а именно к прецизионным гироскопическим датчикам угловых скоростей

Лазерный доплеровский измеритель скорости // 2144194

Способ измерения параметров движения объекта и устройство для его осуществления // 2147727

Изобретение относится к измерительной техникe и может быть использовано для определения углов ориентации и угловой скорости тел

Оптический измеритель скорости, длины и направления движения // 2160450