Датчик статической и динамической составляющих тока электродвигателя постоянного тока
ОП ИСАНИЕ
ИЗО6таЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социапистичесииа
Республик (ii) 945813 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Занвлено 15.01.81 (21) 3241623/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 23 07.82 Бюллетень № 27
Дата опубликования описания 26.07.82 (51)М, Кл.
G01 Й 19sOO, Ввударстинньа ItNINeT
CCCP ае делам нзейретеннй н етермтнй (53) УДК 621.317. . 7(.088.8) (72) Авторы изобретения
В. Л. Савченко, В. Л. Стефанович„А. П. Петров и В =Д...Демин
I (.)
° @Ус т г;. (71) Заявитель (54) ДАТЧИК СТАТИЧЕСКОЙ И ДИНАМИЧЕСКОЙ
СОСТАВЛЯЮЩИХ ТОКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
ПОСТОЯННОГО ТОКА
Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования автоматического регулирования электроприводов и системах автоматического управления технологическими
5 процессами, в которых в качестве испол-. нительных органов используются электродвигатели постоянного тока.
Известен датчик динамической составляюшей тока электродвигателя постоянного тока, содержаший два сумматора, прямой вход первого из которых соединен с выходом датчика напряжения, связанного по входу с источником. питания якоря, а выход «с прямым входом второго сумма-15 тора, два интегратора, вход первого из которых подключен к выходу второго сумматора, а выходы - к инверсному . входу последнего и входу второго интегратора, связанного по выходуГ с инверс- ° 20 ным входом первого сумматора (1) .
Недостаток этого устройства заключается в низкой точности. Это объясняеч ся тем, что параметры реального электро« двигателя подвержены температурным изменениям вследствие изменений сопротивления якоря, в то время как парамет ры датчика, представляюшего собой модель электродвигателя на определенных усилителях, .при колебаниях температуры ,остаются неизменными.
Кроме того, устройство характеризуется ограниченной областью практического использования, определяемой низкими скоростями электродвигателя, посколь. ку в конструкции датчика не предусмотрена коррекция постоянной времени второго интегратора при ослаблении магнитного потока электродвигателя.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик статической составляюшей тока электродвигателя постоянного тока, выполненный на основе сумматора, прямой вход которого через блок дифференцирования соединен с выходом датчика скорости электродвигателя, а инверсный вход через уси9458 13 литель подключен к выходу датчика электромагнитного момента электродвигателя.
При необходимости одновременного измерения динамической составляющей тока электродвигателя в устройство добавляют еше один сумматор, прямой вход которого соединяют с выходом датчика тока якоря, а инверсный вход - с выходом упом инавшегося сум ма тора (2 ) .
Недостаток известного устройства, 1о работа которого базируется на основном уравнении динамики электропривода, так- же связан с невысокой точностью, обусловленной необходимостью дифференцирования сигнала датчика скорости электродвигателя, уровень пульсаций которого может оказаться соизмеримым с полезным сигналом.
Пель изобретения — повышение точности подобного измерительного устройства
Поставленная цель достигается тем, что в датчик статической и динамической составляющих тока электродвигателя постоянного тока, содержащий два сумматора, прямой вход первого из которых соединен с выходом датчика тока якоря электродвигателя, а инверсный вход через усилитель - с выходом второго сумматора, датчик скорости электродвигателя, введены датчик тока обмотки возбуждения электродвигателя, функциональный преобразователь, интегратор и блок умножения, причем выход датчика тока обмотки возбуждения электродвигателя через функциональный преобразователь соединен с
35 одним из входов блока умножения, другой вход блока умножения через интегратор подключен к выходу первого сумматора, а выход соединен с прямым входом второго сумматора, инверсный вход которого
40 подключен к выходу датчика скорости электродвигателя.
На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого датчика.
Устройство. содержит датчик 1 тока
4S якоря электродвигателя, сумматор 2, интегратор 3, блок 4 умножения, функциональный преобразователь 5, датчик 6 тока обмотки возбуждения электродвигатели, сумматор 7, датчик 8 скорости электродвигателя и усилитель 9.
Работа устройства происходит следующим образом, С выхода датчика 1 тока якоря электродвигателя на прямой вход сумматора 2 поступает сигнал, пропорциональный тс ку 3q якоря электродвигателя, к инверсному входу этого же сумматора подводится сигнал обратной связи с выхода усилителя 9. Алгебраическая сумма подвижных сигналов направляется нв вход интегратора 3, являющегося совместно с блоком 4 умножения моделью звена электропривода с передаточной функцией.
%() R, Смф 4 Р =
РТМСРФ Р ЗМ Т лМР где g — активное сопротивление якорной цепи;
Т вЂ” электромеханическая постоянная времени электропривода;
С вЂ” коэффициент ЭДС электродвигае теля; ф — магнитный поток одного полюса; — коэффициент момента электродвим гателя;
Д вЂ” момент инерции электропривода;
МA приведенный к валу электродвигателя; элек тром еханическая пос тоянная
ММ времени модели звена электропривода..
При этом интегратор 3 реализует передаточную функыию 9/ (p)= а в блоке 4 умножения производится умножение ее ча величину магнитного пото.:ка Ф.
Сигнал, пропорциональный величине магнитного потока Ф, формируется на выходе функционального преобразователя 5, на вход которого с выхода датчика 6 подается сигнал, пропорциональный току в обмотке возбуждения электродвигателя, т. е. функциональный преобразователь 5 реализует нелинейную функцию Ф = f(8), где 4» ток обмотки возбуждения двига8 теля.
С выхода блока 4 умножения на прямой вход сумматора 7 подается сигналО „ имеющий размерность угловой скорости, который алгебраически складывается (сравнивается) с сигналом (А, поступающим с выхода датчика 8 скорости электродвигателя на инверсный вход этого же сумматора. Разность сигналов
U0 Ф с выхода сумматора 7 поступает через усилитель 9 на инверсный вход сумматора 2. На выходе усилителя 9 формируется, таким образом, сигнал, пропорциональный величине статической составляющей тока 3<>, а на выходе сумматора 2 - сигнал, пропорциональный величине динамической составляющей тока 3А электродвигателя.
При ступенчатом приложении статической нагрузки выходной сигнал устройстsa, отображающий il cz, изменяется по
5 9458 экспоненциальному закону с постоянной времени, определяемой коэффициентом усиления усилителя 8. Поскольку ук, занный коэффициент не зависит от сопротивления якорной цепи электродвигателя, данная 5 постоянная времени оказывается также достаточно стабильной. Это положительно сказывается на рм ультируюшей точности предлагаемого да тчика. формула изобретения
Датчик статической и динамической составляющих тока электродвигателя по- 15 стоянного .тока, содержащий два сумматора, прямой вход первого из которых соединен с выходом датчика тока якоря электродвителя, а инверсный вход через усилитель - с входом второго сумматора, дат 20 чик скорости электродвигателя, о т л и13 6 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены датчик тока обмотки возбуждения электродвигателя, функциональный преобразователь, интегратор и блок умножения, причем вы« ход тока обмотки возбуждения электродвигателя через функциональный преобразователь соединен с одним иэ входоп блока умножения, другой вход блока умножения через интегратор подключен к выходу первого сумматора, а выход соединен с прямым входом второго сумматора, инверсный вход которого подключен к выходу датчика скорос ти электродвигателя.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Шипилло B. П. Автоматизированный вентильный электропривод. М., Энергия, 1969, с. 240.
2. Патент CPP % 51668, кл. 12 d, 2, 1969.
Составитель Л. Морозов
Редактор Г. Кацалап Техред 3. Палий Корректор О. Билак
Заказ 5325/66 Тираж 717 Подписное
ИНИИПИ 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
