Устройство для измерения момента и мощности на валу электрической машины постоянного тока с обмоткой дополнительных полюсов

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик 781179 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.09.78 (2l ) 2669038/18-10 с присоединением заявки М(23) Приоритет—

Опубликовано 23.11.80. Бюллетень Ле43

Дата опубликования описания 25.11.80 (51)М. Кл.

G 01 L 3/22

Всудерстеенный комитет

СССР (53) УДК 531.78i. (088.8) оо делам изобретений н открытий (72) Автор изобретения

Н. П. Мартинович

Специализированное проектно-конструкторское бю

Донецкого областного управления грузового автотранспорта (73 ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТА И МОЩНОСТИ

HA ВАЛУ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПОСТОЯННОЮ

ТОКА С ОБМОТКОЙ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПОЛЮСОВ

Изобретение относится к измерйтельной технике, в частности, к устройствам для измерения момента и мощности на валу электрической машины постоянного тока с обмоткой дополнительных полюсов, работающей в двигательном и генератор ном режимах.

Известно устройство для измерения статического момента нагрузки на валу двигателя постоянного тока, содержащее блок измерения динамического момента !

О двигателя в виде тахогенератора с дифференцирующим звеном, блок измерения полного момента, выполненный в виде тахометрического моста, в смежные пле15 чи которого включены обмотки якоря и дополнительных полюсов двигателя, и соответственно два сопротивления делителв. ного устройства, один вход которого соединен с диагональю моста, другой - с якорной обмоткой тахогенератора и множительного устройства, один вход которого соединен с обмоткой дополнительных полюсов двигателя, другой — с выкодом

2 делительного устройства, и блок суммирования, соединенный одним входом с диффе» ренцирующим звеном, а другим - с выходом множительного устройства 1).

Однако данное устройство не обеспечивает требуемой точности измерения и не позволяет производить измерение момента при работе двигателя в режиме генератора, Наиболее близким по технической сущ» ности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для изl мерения момента и мощности на валу электрической машины постоянного тока с обмоткой дополнительных IIoIIIocoB, содержащее блок определения ЭДС ротора в функции тока в цепи ротора c усилителем постоянного тока, блок умножения ЭДС ротора на ток в цепи ротора и блок деления, связанный одним входом с датчиком частоты вращения ротора, а выходом - с измерителем момента (21.

Недостатком такого устройства также является низкая точность измерения.

78

Цель изобретения - повышение точнбсти измерения. "

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены блок определения суммарных потерь в стали и механических потерь мощности в машине, связанный .входом с датчиком частоты вращения ротора, блок суммирования, один вход, которого связан с выходом,блока умножения, другой — с выходом блока определения суммарных потерь, а выход с другим входом блока деления и изме ритель мощности, связанный с выходом блока суммирования, а блок определения

ЭДС ротора снабжен на выходе узлом алгебраического суммирования, оцин .-: вход которого связан с выходом усилителя постоянного тока„ а другой - с цепью ротора, причем коэффициент усиления равен отношению величины сопротивления цепи ротора к величине сопротивления обмотки цополнительных полюсов, к которой подключен вход усилителя.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчик 1 тока якорной цепи электрической машины 2 постоянного тока, блок 3 умножения, один вход которого соединен с датчиком

1 тока, а другой — с блоком 4 определения ЭДС ротора в функции тока в цепи ротора.

Блок 4 состоит из узла 5 алгебраического суммирования напряжений и усилителя 6 постоянного тока. Один из входов узла 5 соединен с якорной целью машины 2, а другой - с выходом усилителя 6, вход которого подключен к обмотке 7 дополнительных полюсов машины 2.

Выход блока 3 умножения подключен к одному входу блока 8 суммирования, цругой вход которого соединен с выходом блока 9 определения суммарных потерь в стали и механических потерь мощности в машине 2 в зависимости от ско, рости вращения ее ротора, контролируе; мой тахогенератором 10. К якорной це: пи тахогенератора 10 подключены вход блока 9 и оцин вход блока 11 деления.

К выходу блока 8 суймйрования подключены измеритель 12 мощности и другой вход блока 11 деления, выход которо» го соединен с измерителем 13 момента.

Устройство работает следующим образом.

«

При работе электрической машины 2 на один вход блока 3 умножения подается сигнал с датчика (шунта) 1 тока, про

1179 4 порциональный току якорной цепи, а на другой вход — сигнал, пропорциональный

ЭДС, развиваемый электрической машиной. Величина этой ЭДС Е равна

5 E=U+ЬО, где g - величина напряжения, подводимого к якорной цепи машины от питающей сети, или развива» емого машиной в генераторщ ном режиме работьц йЦ - падение напряжения в якорной цепи машины, Таким образом, на выходе блока 3 умножения появляется напряжение, про35 порциональное мощности на валу электрической машины без учета суммарных потерь в стали и механических потерь мощности в самой машине.

U = K 36 =K„x g «(2 au) где К„ - коэффициент пропорциональности — ток якорной цепи электрической машины.

25 ЭДС электрической машины 2 определяется блоком 4. Для учета изменения сопротивления обмоток якорной цепи машины 2 при изменении их температуры вход усилителя 6 постоянного тока подЗё ключен к обмотке 7 дополнительных полюсов машины. Усилитель 6 во столько раз усиливает напряжение, снимаемое с обмотки 7, во сколько раз ее сопротивление меньше суммарного сопротивления элементов якорной цепи, соединеннык с узлом 5 алгебраического суммирования напряжений; Узел 5 автоматически осуществляет суммирование напряжений 0 и д0. В генераторном режиме

4а работы машины 2 значения 0 и йУ суммируются„а в двигательном - из величины напряжения 0 - вычитается падение напряжения д U

Напряжение с выкода блока 3 умно45 жения подается на ахоп блока 8 суммирования, на другой вход которого подается напряжение с выхода блока 9, пропорциональное суммарным потерям в ста-. ли и механическим потерям мощности в самой машине 2, в зависимости от скорости вращения ее вала. На выходе блока 8 появляется напряжение пропорциональное мощности. В генераторном режиме - подведенной к валу электрической машины, а в двигательном - на валу машины постоянного тока. Это напряжение регистрируется измерителем 12 мощности, а также подается на один из вхо- дов блока ll деления, который осуществ5 78117 вляет деление напряжения,. пропорциойального мощности на валу машины, aa пап ряжение, пропорциональное скорости вращения ее вала.

Таким образом, напряжение на выхо де блока 11 деления пропорционально величине момента на валу электрической машины постоянного тока, подаваемого к машине в генераторном режиме ее работы и развиваемого - в двигатель 10 ном. режиме.

Испопьзование устройства позволяет повысить точность измерения момента и мощности на валу электрической машины постоянного тока при работе ее в режи ме двигателя и в режиме генератора.

Формула изобретения

Устройство для изремения момента и мощности на валу электрической маши- 20 ны постоянного тока с обмоткой дополнительных полюсов, соцержащее блок определения ЭДС ротора в функции тока в цепи ротора с усилителем постоянного тока, блок умножения ЭДС ротора на 25 ток в цепи ротора и блок деления, связанный одним входом с датчиком частоты вращения ротора, а выходом - с изме рителем момента, о т л и ч а ю щ е е9 6 с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него ввецены блок определения суммарных потерь в стали и механических потерь мощности в машине, Связанный входом с датчиком часто/ ты вращения ротора, блок суммирования, один вход которого связан с выходом блока умножения, другой — с выходом блока определения суммарных потерь, а выход - с другим входом блока деления, и измеритель мощности, связанный с выходом блока суммирования, а блок определения ЭДС ротора снабжен на выходе узлом алгебраического суммирования, один вход которого связан с выходом усилителя постоянного тока, а цругойс цепыа ротора, причем коэффициент усиления равен отношению величины сопРотивления цепи ротора к величине сопротивления обмотки дополнительных полюсов, к которой подключен вход усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свицетельство СССР

М 420893, кл. C Ol l 3/22, 23.05.1972 г.

2. Авторское свицетельство СССР

М 159482, 22.12.77 (прототип).

781179

Составитель Г. Целиков

Редактор Л. Кеви Texpea H. Бабурка Корректор Г. Решетник

Заказ 8068/19 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4