Способ контроля синхронной скорости перевозбужденного гистерезисного электродвигателя

 

600667 точность контроля. Другой недостаток состоит в l îì, что для реализации этих способов licооходимо поместить в с! лоыую цепь двпгaГеля или источников его шпания j2J датчики (резисторы, трансформаторы и I . д.) для фиксации на них контролируемых парамеров. B ro снижает надежность электродви1ателя, а подчас делает контроль ыоооще невозможным, если по каким-либо причинам доступ к цепи питания электродвигателя закрыт (как, например, может QbiTb в автоновном электроприводе гироприбора).

Известен также способ контроля си ixpoliной скорости перевозбужденного гистерезисного электродвигателя, основанный на измерении индукции внешнего магнитного поля рассеяния электродвигателя, выделении из нее контролируемого сигнала и сравнении этого сигнала с сигналом устаыки j3J. 1 акой способ наиболее близок по решаемои технической задаче к предлагаемому.

Недостатком с особа являегся малая очность контроля синхронной скорости.

Цель предложенного изоорете Ия — 1,овь1шение точнос! !! контроля рабочего режима перевозбужденного гис Герезисного элскlpoдв! атсля.

Согласно предлагаемому спосооу выдел iioT составляющу!о индукции ыпешнегo магн гноГО пОля рассеяния с lастотой напр!!жени!! Ililтания электродвигателя, сравниваю г !разы выделеш1olо сш.пала и напряжения питаш1я, формируют ко1пролируемыи спгн11.1, ilp0llopциопальныи разности этих фаз, и llo превышению кон!ролируемого сигнала пад c;iiiiaлом уставки судят о синхронной скорости электродвигателя.

На фиг. 1 изображен путь силовых линий внешнего магнитного поля рассеяния переыозбуждепного гистеризпсного электродвигателя до Г!еревозбу2кден1!и (a), при переыозоуждснпи (О) и llpH нарушении синхронной скорости (при потере дополнительной намагниченности); на фиг. 2 дано изменение фазы 1)1, амплитуды индукции В внешнего магнитного iioля рассеяния и тока 1 при перевозоуждении

1.истсрезисного электродвигателя путем уменьшения напряжения в синхронизмс; на фиг. Ы—

Олок-схема устройства для реализации предлагаемого способа.

11ри применении скорости вращения от нуля до синхронной фаза индукции внешне!о магнитного поля рассеяния остается практически неизменной. 11ри этом источником ес является обмотка статора гистерезисного электродвигателя, направление силовых линий внешнего магнитного поля рассеяния показано l!a iplir. 1а. Б сипхроппзме по мере снижения напряжения от Ui до U> (для Нсследованного двигателя Ui —— 450, U =-240 ток и flC статора уменьшаются, возрастает оп!осительная намагниченность ротора и при напряжении большем чем Uq, соответствующим полной компенсации реактивной составля!оllIeII намагHil÷èâàioùåé силы ротора, ротор

U0 начинает выступать как источник намагничиыающей силы. IipH этом HailpdoëeíHå ынешill. полей рассеяния с ротора меняется па противоположное, что приводит к практически скачкообразному изменению !разы индукции внешнего магнитного поля рассеяния.

i-таибольшее изменение фазы индукции внешнего магнитного поля рассеяния наблюдается ы ооласти акlHiBHoiо слоя ротора, что связано с преобрадающей долей потоков рассеяния ротора в этой зоне. ь зоне лобовых частей оомоток изменение фазы меньше. 11оэтому да!чики измерения индукции внешнего маги пного поля рассеяния следует номе!цать по возможпосl è ыолизи цилиндрической или торцевои поверхности акгивногo слоя ротора.

Лналог1!чные изменения фазы индукции внешнего поля рассеяния наблюдаются и при нарушении синхронной скорости (при развозбуждении) гистерезисного двигателя, когда из-за проскальзывания ротора относительно поля ciaropa он теряет дополнительную намагниченность, и основным источником, Ilo вновь cTB!IOH ircÿ cTarop, llpH этî vl направление силовых линий индукции внешнего магпи I НОГО ПОл5! р ассеяния мсняе Гся Ha Hpo !иыоположное, ITo пр;!водит к скачку фазы IIQJIH.

1-, щност ь спос00а сыОд!!тс5! к след 10щех!у.

1!ри увеличе пги степени 130aî ждения элекродыи и!еля !Например, 11 rcIH : ;сньшенпя напряжения) измеряlот СНГпал инд! Нцпн внешнего магп пного поля рассеяния электродыи! ателя) ыыделя!Оi сос, 11ыля!Ощ lo HHQ) кцпп с ч11сl 0101 llallpslи1 ПИ!! Питания, сравнивают фазы выделенного сигнала и напряжения питания, формируют контролируемый сигнал, пропорциональный разности этих фаз и вводят сигнал уставки. г.сли в момент уменьшения напряжения питания электродвигатель находится в синхронизме, То с,-епеlib его возоуждения возрастает, фаза ьч!Сшпсго поля изменяется скачком, что приводит к заметному пзменени!о разно TH фаз сигнала внешне!О

llоля H напряжСHHH lIHTBHHSI, H K Г1реыыш HHlo этol о сигнала сигнала устаыки. Если же в моме!и уменьшеш1я !!анряжен!!я Гистерезисный электродвигатель вращался не с синхронной скоростью, то он не перевозбуждается, фаза ипдукцг!и внешнеГО пОля нракти 1ески Не меняется и разность фаз не превышает напряжения уставки. Это свидетельствует о том, что дзигатсль не вошел ы синхропиз.. .

Если в процессе работы переыозбужденногo электродыигателя скорость вращения меняется, то ротор проскальзывает относительно поля, двигатель теряет избыточную степень возбуждения, происходит скачкообразное изменение фазы индукции внешнего магнитного поля расссяпия, контролируемый сигнал сТаноыиlся меньше сиГнала усi BÂêH, что свидетельствует о нарушении синхронной скорости электродвигателя.

Для одного из исследованных гистерезисных электродвигателей при изменении напряжения с 2б до 24 3 фаза индукции внешнего

600667

Фиг, 1 поля изменилась на 150 эл. град., а при кратковременном выходе этого двигателя из синхронизма при U>=24 В изменение фазы—

120 — 150 эл. град.

Измерение такого уровня изменения фазы 5 может быть достаточно просто реализировано, например, устройством, блок-схема которого показана на фиг. 3.

Гистерезисный электродвигатель 1 создает внешнее магнитное поле рассеяния, которое 10 измеряется датчиком 2. Сигнал с датчика 2 подается на пропускающий фильтр 3 на частоте напряжения питания и далее на один из входов измерителя фаз 4. На другой вход измерителя фаз 4 через фильтр первой гар- 15 моники 5 подключено напряжение питания электродвигателя 1. Сигнал с выхода измерителя фаз 4 формируется в устройстве 6 в сигнал постоянного тока, пропорциональный разности фаз индукции и напряжения питания, и 20 в устройстве сравнения 7 сравнивается с наперед заданным напряжением узла уставки 8. По величине и знаку отклонения вы: одного напряжения устройства сравнения 7, которое измеряется индикатором 9, контроли- 25 руют синхронную скорость перевозбужденного гистерезисного электродвигателя.

Устройство для осуществления способа работает следующим образом.

До перевозбуждения электродвигателя (в з ) пусковом или синхронном режиме) измеряется сигнал индукции внешнего магнитного поля рассеяния датчика 2. Сигнал с выхода датчика 2 через фильтр 3 подается на один из входов измерителя фаз 4, где его фаза сравни- 35 вается с фазой первой гармоники напряжения питания. Выходной сигнал измерителя фаз 4 формируется в устройстве 6 в напряжение постоянного тока, амплитуда которого пропорциональна разности фаз, и подается на уст- 40 ройство сравнения 7. Изменяя величину и знак сигнала уставки 8, добива1отся полной компенсации контролируемого сигнала, о чем судят по индикатору 9. При перевозбуждении гистерезисногQ электродвигателя происходит 45 скачкообразное изменение фазы индукции внешнего магнитного поля рассеяния, что приводит к изменению разности фаз этого сигнала и напряжения питания, и к превышению контролируемого сигнала под сигналом уставки 8. На индикаторе 9 появляется напряжение, свидетельствующее о наступлении рабочего режима.

При нарушении рабочего режима фаза внешнего поля меняется скачком, при этом знак изменения фазы противоположен тому, который имеет место при перевозбуждении и примерно равен ему по амплитуде. О нарушении рабочего режима свидетельствует уменьшение показаний индикатора 9.

Предложенный способ позволяет повысить точность контроля рабочего режима перевозбужденного гистерезисного электродвигателя.

Формула изобретения

Способ контроля синхронной скорости перевозбужденного гистерезисного электродвигателя, основанный на измерении индукции внешнего магнитного поля рассеяния электродвигателя, выделении пз нее контролируемого сип1ала и сравпе:.пи этого сигнала с сигналом уставки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, выделяют составляющую индукции внешнего магнитного поля рассеяния с частотой напряжения питания электродвигателя, сравнивают фазы выделенного сигнала и напряжения питания, формируют контролируемый сигнал, пропорциональ1,ы11 11азпости этих фаз, и по превышению контролируемого сигнала над сигналом уставки судят о синхронной скорости электродвигателя.

Источники информации, принятые во в1шмапие при экспертизе

1. Гуров Г. И. и др. Способы перевозбуждения гистерезисных гироскопических электродвигателей. В сб.: «Доклады научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских рабог ., 1 1968 — 1969 г.г.», Секция э."1сктрол1еха1111 !ссеая, Подсекция электрических машин и прсобразователей азтономных электросистем., М., МЗИ, 1969, с. 121 — 124.

2. Мастяев 11. 3., Орлов И. Н. Гистерезисные электродвигатели, Ч. 1, М., МЭИ, 1963, с.

188 †2.

3. Авторское свидегельство СССР М 173486, кл, С 01Р 3!54, 1963.

60О667

Х

A,ãð

015

Ю,О5

У /5 25,75 ФХ

Щ,г.2

Составитель А. Селивахин

Техред И. Михайлова

Корректор О. Тюрина

Редактор А. Осочников

Подписное

Типография, н;>. Сапунова, 2

Заказ 405/4 Изд. № 354 Тираж 892

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раугпская наб., д. 4/5