Способ измерения скорости вращения асинхронного двигателя

 

О Л И С А Н.И Е <„

Союз Советских

Социалистических

Республии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТЗУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 25 ° 11. 80 (21 ) 3008350/18" 10

{5l)M. Кл. с присоединением заявки М (23) Приоритет

G 01 P 3/481

Г4еуАЭРстееннын кеинтет

СССР ео делен нзебретеннй и открытий (53) УДК 531. 771 (088.8) Опубликовано 30.05.82 Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 30.05. 82 сто<>ров """- ". - -

1,, "."- -

4) Д,, ° . с

1 матьйй: "-"""Н.А.Михневич, Ю.Н.Савостьянов, Ю.С.То и В.Н.Черемисин (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт авт и электромеханики при Томском институте автоматйзярстввнных систем управления и радиоэлектроники (7L ) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАЦЕНИЯ

АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к измерению и контролю параметров движения и может быть использовано для измерения скорости вращения трехфазных, асинхронных двигателей с большим моментом инерции.

В настоящее время в технике широко используется способ измерения скорости вращения ротора герметичного электродвигателя, заключающийся в том, что во внешнее электромагнитное поле, возникшее при работе двигателя, помещают датчик и с помощью набора электрических фильтров из наведенной в двигателе ЭДС, вы"

И деляют полезный сигнал, по частоте которого судят о скорости вращения или скольжения ротора 1.1 ).

Недостатками способа являются

20 трудность формирования полезного сигнала, низкая помехозащищенность, необходимость дополнительных конструктивных изменений двигателя.

Известен также способ измерения угловой скорости электрических машин, который основан на измерении сигнала ЭДС, возникающего в. дополнительной обмотке, за счет изменения магнитного потока в зазоре (21.

Недостатком способа является невысокая точность измерения за счет влияния потоков рассеяния машин. Конструктивно реализация извест" ного способа довольно сложна.

Наиболее близким по технической сущности и решаемым задачам к предлагаемому является устройство, реализующее способ измерения скорости вращения асинхронного двигателя путем кратковременного отклонения двигателя от источника питания и измерения длительности одного или не- . скольких периодов ЭДС вращения отключенного двигателя (3).

Недостатки известного способа заключаются в возникновении дополнительных динамических нагрузок при

02 ф соответствующей началу предполагаемОЙ 3Оны изменения частОты вращенияр что позволяет с высокой точностью совместить частоту вращения поля статора с частотой вращения ротора.

Моменту совпадения указанных частот соответствует точка 4, которую определяют по сигналу, соответствующему экстремуму тока или коэффициенту мощности а ПО ОкОнчании измерениЯ частОту токов статора устанавливают на прежнее значение (точка 2 ), Значение погрешности измерения периода равно

О = Д .,- + д" напряжение питания двиГателя при этом поддерживают на постоянном уровНее

$$

В точке экстремума тока или коэффициента мощности фиксируют длительность периода тока статора и по ней определяют частоту вращения ротора.

На фиг. 1 дан график закона изменения частОты тОкОв статОра в функции времени в режиме измерения скорости, на фиг. 2 - электрическая схема уст,ройства. для осуществления предложенЙОГО спОсОба. 55

При измерении частоту токов ста" тора уменьшают в течение 1-2 периодов с точки с1 до точки Д (фиг.1), коммутации питающей сети, а также в снижении точности измерения скорости вследствие естественного торможения отключенного двигателя.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения динамических воздействий на двигатель»

Поставленная цель достигается

TGH что 8 способе измерения cKopoc" ти вращения асинхронного двиГателя путем определения частоты (периода) вращения ротора уменьшают частоту

ТоКоВ статора двигателя до момента совпадения частоты вращения поля статора с частотой вращения ротора, в указанный момент фиксируют часто-, ту (период) вращения ротора, по которой судят о скорости вращения двигателя.

Для упрощения способа момент совпадения часто- определяют по изменению знака коэФФициента мощности двигателя или по максимальному значению тока питания двигателя.

На Фиг. 1 представлен График изменения частоты токов статора двигателя в Функции времени; на фиг. 2вариант устройства измерения скорости, реализующий способ, Способ измерения скорости асинх" ронного двигателя основан на кратковременном переводе его в режим синхронного вращения ротора с полем статора. Для этого уменьшают частоту токов статора, воздействуя на источник питанияр дО момента коГда скОль жение двигателя станет равным нулю, ЭтОт мОмент Определяют пО минимуму тока потребления двигателя либо по изменению знака коэффициента MOUJHoc ти. где dp - погрешность от измене ия двиГательнОГО МО . мента при измерении; д - среднеквадратичная по" грешность частоты опорного генератора„ частота, определяющая темп изменения периода тока статора1

Т Т. - текущее значение пер-4 риодов токов статора, Х " частота опорного генеО ратора.

Погрешность измерения периода вращения ротора определяется дискретностью задания приращения периоДа токов статора Т1 При Данном способе измерения эта погрешность не зависит от величины педрода враще- .ния ротора, устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит программное устройство 1, управляемый делитель

2 частОты, истОчник ) питания, c3cHHx" ронный двигатель ч, датчик тока, регистрирующее устройство 6, Устройство работает следующим образом.

8 рабочем .режиме на входе управляемого делителя частоты 2 записано значение двоичного кода N о соответствующее номинальной выходной частоте. При этом частота опорного генератора Е, номинальная частота токов статора Хн и код И связаны соотношением

Цикл измерения скорости задается программным устройством 1 в виде

Формула изобретения

Источники инФормации.,, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 173{{86, кл. С 01 Р 13/07, 1966.

2. Патент Японии И 48-21366, кл. 1 {1 А 22э 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

{{ 407234, кл. С 01 P 5/34, 1972 (прототип}.

3 -9 32{{ последовательности . импульсов часто" той Ет, поступающих на вход 7. На нем формируется нарастающий код

No + Ы„, который определяет выходную частоту управляемого делителя 5

2 частоты, равную -й--. Получен"

Кд

Яо+ Б ° ная таким образом частота поступает на вход источника питания, где преобразуется в трехФазную последова- >О тельность импульсов, которая определяет частоту токов на зажимах, асинхронного двигателя, В момент

Фиксирования минимума тока статора датчиком . на вход программного уст" tS ройства 1 поступает сигнал, прекра" щающий подачу импульсов частотой Х1, на вход управляемого делителя 2 частоты. Одновременно регистрирующее устройство 6 производит запись кода, 2О соответствующего длительности периода круговой частоты вращения ротора с инФормационных выходов управляемого делителя 2 частоты.

Предлагаемый способ измерения 2$ скорости вращения асинхронного двигателя позволяет исключить переходные злектромагнитные процессы в системе источник питания - двигатель, а также получить высокую (10 - 10 } ЭЕ точность измерения без применения специальных датчиков, .путем исполь" зования свойств самого двигателя.

Способ измерения скорости вращения асинхронного двигателя путем определения частоты (периода) вращения ротора, отличающийся тем, что, с целью повышения тбчности измерения путем уменьшения динамических воздействий на двигатель, уменьшают частоту токов статора дви« гателя до момента совпадения частоты вращения поля статора с частотой вращения ротора, в указанный момент

Фиксируют частоту (период) вращения ротора,.по которой судят о скорости вращения двигателя.2. Способ по п,1, о т л и ч а ешийся тем, что момент совпадения частоты вращения поля статора с частотой вращения ротора определяют по изменению знака коэФФициента мощности двигателя или по минимальному значению тока питания двигателя.

932402

Фиа 2

Составитель Е.Швецов.

Редактор В,Пилипенко Техред А. Бабинец Корректор А.Гриценко

Заказ 3774/64 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4