Датчик скольжения асинхронного двигателя

 

Соеа Соаетсииа

Социалистических

Республин

<п 605171

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.08.76 (21) 2396416/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04,78. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 27.04.78 (51) М. КлР G 01 Р 3/44

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и отирытнй (53) УДК 531.7:621. .317.39 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. Б. Масандилов, М. М. Соколов, Ю. В. Рожанковский, О. С. Хачапуридзе, А. П. Богословский, А. Г. Яуре и О. А. Захаржевский

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) ДАТЧИК СКОЛЬЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к элементам автоматизированного электропривода и может быть использовано для осуществления обратной связи по скорости асинхронного двигателя с фазным ротором.

Известны устройства для измерения скорости асинхронного двигателя с фазным ротором, основанные на измерении скольжения (1) .

Использование таких устройств для осуществления обратной связи по скорости асинхронного двигателя при наличии добавочных сопротивлений в роторе затруднительно вследствие нелинейной зависимости сдвига фаз от скорости двигателя и малого изменения сдвига фаз при значительном изменении скорости в случае больших по величине добавочных сопротивлений.

Известно также устройство для измерения скорости (скольжения) асинхронного двигателя с фазным ротором, содержащее датчик тока ротора и датчик электрических параметров статора (датчик тока статора) (2). Это устройство позволяет измерять скорость двигателя с требуемой точностью при некоторых колебаниях напряжения сети. Недостатком такого устройства является наличие больших погрешностей измерения при нссинусоидальных напряжениях и токах, которые имеют место при управлении асинхронного двигателя с помощью вептпльпых преобразователей, например тиристорных регуляторов напряжения.

Цель изобретения — повышение точности измерений сколь>кения.

Это достигастся тем, что датчик электрических параметров статора выполнен в виде датчика напряжения и дополнительно введены блок деления и два усилителя-преобразователя, состоящие из последовательно соединен10 ных фильтра нижних частот, выпрямителя и второго фильтра нижних частот. Один усилитель-преобразователь включен между датчиком тока и первым входом блока деления, а другой — между датчиком напряжения статора

15 и вторым входом блока деления.

На фиг. 1 показана электрическая схема датчика скольжения асинхронного двигателя с фазным ротором; на фиг. 2 даны скоростные характеристики асинхронного двигателя при

20 различных напряжениях статора; на фиг. 3— скоростная характеристика двигателя, у которой по оси абсцисс отложено отношение тока ротора к фазному напряжению на зажимах статора.

25 Датчик скольжения асинхронного двигателя 1 содер>кит датчик 2 напряжения, вход которого подключен к за>кимам статора двигателя 1, выход — к ьходу усилителя-преобразователя 3, а выход последнего соединен с первым входом блока 4 деления, Подключенный

3 к роторной цепи двигателя 1 датчик 5 тока последовательно через усилитель-преобразователь 6 связан с вторым входом блока 4 деления.

Усилители преобразователи 3 и 6 содержат последовательно включенные фильтр 7 нижних частот, выпрямитель 8, фильтр 9 нижних частот и фильтр 10 нижних частот, выпрямитель 11 и фильтр 12 нижних частот соответственно. Дополнительные сопротивления 13 подсоединены к зажимам обмотки ротора.

Датчик скольжения работает следующим образом.

При работе асинхронного двигателя в какой-либо системе электропривода напряжения на зажимах статора и токи в цепи ротора в общем случае имеют несинусоидальную форму. В этом случае на выходе фильтра 7, не пропускающего высшие гармоники напряжения статора, выделяется первая гармоника этого напряжения, которая с помощью выпрямителя 8 и фильтра 9 преобразуется в напряжение постоянного тока, подаваемое на один из входов блока 4 деления. Лналогично фильтр

10 выделяет первую гармонику выходного сигнала датчика 5 тока ротора, который далее с помощью выпрямителя 11 и фильтра 12 преобразуется в напряжение постоянного тока, поступающее с выхода усилителя-преобразователя 6 на другой вход блока 4 деления.

В блоке 4 деления осуществляется деление сигнала, пропорционального току ротора, на сигнал, пропорциональный напряжению статора. При этом выходной сигнал блока деления не зависит от величины напряжения статора при ее изменении в широких пределах, а определяется только параметрами обмоток асинхронного двигателя и его скольжением.

Для пояснения сказанного рассмотрим характеристики, приведенные на фиг. 2 и 3. Характеристики Л, Б и В на фиг. 2 представляют собой скоростные характеристики асинхронного двигателя, соответствующие различным напряжениях на зажимах статора при одинаковых добавочных сопротивлениях в цепи ротора. Эти характеристики в значительной зоне изменения скольжения являются линейными, причем линейный участок тем больше, 4. чем выше активное сопротивление ротора. Характеристика Д (фиг. 3) соответствует меньшему значению этого сопротивления и имеет меньший линейный участок.

5 Изве. Но, что ток ротора прямо пропорционален напряжению на зажимах статора, поэтому семейству характеристик А, Б и В на фиг. 2 соответствует единственная характеристика Д, на фиг. 3, где по оси абсцисс отложено отношение тока ротора к фазному напряжению статора. Поскольку это отношение пропорционально выходному напряжению блока 4 деления (фиг. 1), то кривая Д на фиг. 3 одновременно выражает зависимость выходного напряжения датчика от скольжения. Эта зависимость имеет значительный линейный участок, который является рабочей зоной для датчика скольжения.

В качестве датчика тока ротора можно использовать, например, дополнительные активные сопротивления в цепи ротора. При этом выходным сигналом датчика тока ротора является напряжение на каждом добавочном сопротивлении или напряжение между двумя кольцами ротора.

Формула изобрстепия

Датчик скольжения асинхронного двигателя, содержащий датчик электрических параЗ0 метров статора и датчик тока ротора, отл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, датчик электрических параметров статора выполнен в виде датчика напряжения и дополнительно введены блок деления и два

35 усилителя-преобразователя, состоящих из последовательно соединенных фильтра нижних частот, выпрямителя и второго фильтра нижних частот, причем один усилитель-преобразователь включен между датчиком тока рото4О ра и первым входом блока деления, а другой между датчиком напряжения статора и вторым входом блока деления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4 1. Патент ФРГ № 1812926, кл. 420 13f05, опубл. 1972.

2. Патент ФРГ № 1263370, кл. 420 2/01, оп :бл. 1967.

60Û71

Раг. j

О (1 !

Рс;з 3

Составитель М. Хаустов

Редактор Т. Рыбалова Техред H. Рыбкина Корректор Л. Орлова

Подписное

Заказ 502/15 Изд. № 384 Тираж 1122

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2