Устройство для определения момента асинхронного электродвигателя

 

CoIo3 Советск»к

Соцналистическик рес убп

О П И С А Н И Е 864029

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЗЬСТВУ (61 ) Дополнительное к авт. саид-еу (22) Заявлено 22.11.70 (21) 2843217/18-10 с присоеднненнекк заяви» М (23) Приоритет

Опубликовано 16.09.81. Бюллетень М 34

Дата онубл»коеання описания 18.08.81 (51)M. Кд.

G 0lt, 3/00

9кударстваюФ квнвтвт

СССР ав лвлви нзвврвтввнв и вткритва (53) УДК 531. .781 (088.8) (72) Автор изобретения

В. Я. Ткаченко

;т.

Московский ордена Трудового Красного Знамени инжейерио- : : 1 строительный институт им. В. B. Куйбыше а ЫБЛ."":: :".,: (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА

АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в системах контроля и управления электропрнвода с асинхронным двигателем с фазным ротором.

Известно устройство для измерения момента асинхронного двигателя, содержащее три датчика фазных напряжений (их мгновенных значений), три датчика мгновенных значений фазных токов статорной обмотки, подключенный к датчикам фаз- 1О ных напряжений блок определения составляющих напряжений по двум прямоугольным координатам, подключенный к трем датчикам фазных токов статорной обмотки блок определения составляющих токов но двум

1$ прямоугольным координатам, подключенные к выходам указанных блоков два элемента определения составляющих производной по двум прямоугольным координатам, включенные на выходах этих элементов два блока интегрирования, два блока перемножения, первые входы которых соединены с выходами двух блоков интегрирования, а вторые их входы соединены с выходами блока определения составляющих токов статорной обмотки по двум прямоугольным координатам, подключенный к выходам двух блоков перемножения элемент суммирования (lj.

Недостатком этого устройства является сложность и недостаточная точность измерения.момента вследствие накапливания ошибок блоками интегрирования, что особенно существенно при длительной работе устройства, например в системах управления электродвигателем.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения момента асинхронного двигателя с фазным ротором, содержащее два датчика тока статора и ротора, блок перемножения, блок определения корня квадратного из алгебраической суммы квадратов входных сигналов, выполненный, например в виде операционного усилителя с тремя нег инейными резисторами и параболической харак86

4020 4 чика 2 тока ротора, а их выходы соедин ны со входами блока перемножения 3, выход которого и выход блока 8 возведения в квадрат подключены ко входам установленного нв выходе устройства третьего элемента суммирования 6.

Устройство работает следующим образом.

Выходные сигналы датчика 1 тока « « статора и датчика 2 тока Д2 ротора поступают на входы первого 4 и второго 5 элементов суммирования, на выходах которых формируются сигналы, пропорциональные соответственно сумме и разности этих токов, умноженных нв постоянные коэффициенты, т.е. теристикой, включенных в цепи обратной связи и на двух входах этого операционного усилителя, причем два входа блока определения корня квадратного из алгебраической суммы квадратов входных сигналов соединены с выходами датчиков токов статора и ротора, а его выход соединен с первым входом включенного на выходе устройства блока перемножения, второй вход которого соединен с выходом датчика тока ротора f2), Это устройство исключает воэможность накопления ошибки, что способствует получению высокой точности измерения момента, однако необходимость использования четырех нелинейных элементов (блокв . перемножения и четырех нелинейных резисторов с параболической характеристикой блока определения корня квадратного из суммы квадратов входных сигналов) и связанное с этим последовательное выполнение нескольких нелинейных операций (возведение в квадрат двух сигналов, их суммирование, извлечение корня квадратного из этой суммы и умножение полученного результата нв выходной сигнал датчика тока ротора) вызывает трудности получения достаточно малой инструментальной погрешности, Этот недостаток снижает точность измерения момента двигателя.

Цель изобретения — повышение точности определения момента двигателя.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее два датчика тока ствторв и ротора и блок перемножения, снабжено тремя элементами суммирования и соединенными последовательно датчиком напряжения статора и блоком возведения в квадрат, причем входы первого и второго элементов суммирования подключены к выходам датчиков тока статора и ротора, а их входы соединены со входами блока перемножения, выход которого и выход блока возведения в квадрат подключены ко входам установленного на выходе устройства третьего элемента суммирования.

На чертеже приведена схема устройст:) К,,)„к„ К - )„К„

К =(Х + ) )

2 9, ««)»

55 М к3(u„+(3%К+3 К ХЭЯК2 Э Кл «

»

К,=

QQ„w где

Устройство для. определения момента асинхронного двигателя содержит датчик

1 тока статора, датчик 2 тока ротора блок перемножения 3 и введенные дополнительно три элемента суммирования 4 — 6, и соединенные последовательно датчик 7 напряжения статора и блок 8 возведения вквадрат, причем входы первого 4 и второго 5 элементов суммирования подключены к выходам датчика 1 тока статора и двтгде К -"(Х Х „) М(Rq

Х1+Xp. где Х„, Х, Х»,» - фазные индуктивные сопротивления статора, ротора и цепи намагничивания двигателя;

- фвзное активное со« противление двигателя.

Умножение на постоянные коэфф(ициенты обеспечивается выбором параметров входных цепей элементов суммирования 4 и 5.

Перемножение этих сигналов обеспечивает получение нв выходе блоке перемножения 3 сигнала, пропорционального величине причем этот сигнал складывается с выходным сигналом блока 8 возведения в квадрат, пропорциональным квадрату напряжения стеторв « .«, умножается нв по1

50 стоянный коэффициейт К в третьем элементе суммирования 6, выходной сигнал которого при этом пропорционален моменту асинхронного двигателя

864029!

ВНИИПИ Заказ 7761/59 Тираж 910 Подписное

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

td — синхронная частота врашения асинхронного двигателя.

Таким образом, введенная в устройство дополнительная информация о величине квадрата напряжения статора U (с помошью

l дополнительно. введенных в устройство и соединенных последовательно датчика 7 напряжения статора и блока 8 возведения в квадрат) позволяет исключить операцию извлечения корня квадратного из суммы квадратов входных сигналов. При этом в данном устройстве испо-ьзуются только два нелинейных элемента (блок перемножения 3 и блок возведения квадрата 8), что позволяет при одинаковой погрешности каждого из нелинейных элементов уменьшить погрешность работы устройства в целом, т.е. повысить его точностью, либо при одинаковых требованиях к точности работы устройства в целом за счет умень- О шения требования к точности каждого элемента упростить эти элементы и, следовательно, устройство для измерении момента асинхронного двигателя с фазным ротором.

В случае, если измеряется момент асинхронного двигателя с постоянной амплитудой напряжения статора (при питании двигателя от нерегулируемого источника переменного напряжения устройство может быть упрошено за счет исключения из ЗО него датчика 7 напряжений статора и блока 8 возведения в квадрат и заменой их источником постоянного напряжения.

Таким образом, в предложенном устройстве обеспечивается повышение точйо сти измерения момента асинхронного двигателя с фазным ротором за счет уменьш ния инструментальной погрешности при сохранении простоты устройства, а также обеспечивается упрошсние устройства при одинаковой с известными устройствами точности, а в случае питания двигателя ог нерегулируемого источника переменного напряжения одновременно и упрошаетcs устройство и повьипается его точность.

Формула изобретения

Устройство для определения момента асинхронного электродвигателя, содержа-, щее датчики тока статора и ротора и блок перемножения, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрошения устройства, оно снабжено тремя элементами суммирования и соединенными последовательно датчиком напряжения статора и блоком возведения в квадрат, причем входы первого и второго элементов суммирования подключены к выходам датчиков тока статора и ротора, а их выходы соединены со входами блока перемножения, р яход которого и выход блока возведения в квадрат подключены ко входам установленного на выходе устройства третьего элемента суммирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 342094, кл. Q Ol L 3/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ме 2737839/10, кл. С, 01 L 3/00, 15.03.79 (прототип).