Устройство для проверки электрических машин

 

(72) Автор изобретении

В.А. Куцоконь (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИАИИН

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для контроля передачи сигналов.

Известно устройство для проверки решающих электрических машин, содержащее стакан для закрепления решающей электрической машины в корпусе устройства, шкалу электромеханическую, состоящую из ротора и статора в виде двух кольцевых зубчатых магнитопроводов с обмотками из.последо". вательно соединенных катушек, намотанных на каждом зубце, магнитопровода в противоположной на смежных зубцах полярности,два кольцевых корпуса, с помощью которых ротор и статор шагового двигателя устанавливаются соответственно на роторе и статоре проверяемой решающей электрической машины, редуктор, асинхронный двигатель, усилитель и переключатель.

Последовательное соединение кату шек ротора и статора шагового двига

2 . теля обеспечивает высокую точность поворота ротора проверяемой электрической машины на заданные дискретные углы. Наличие асинхронного двигателя, усилителя и переключателя обеспечивает автоматизацию задания углов поворота ротора проверяемой решающей электрической машины. При повороте ротора решающей электрической машины на угол aL ее погрешность измеряется в виде равности hU между действительной и номинальной величинами амплитуды напряжерия, снимаемого с роторной обмотки. Для определения относительно погрешности отображения синусной или косинусной зависимости решающей электрической машины,- работающей в режиме синусно-косинусного вращающе, гося трансформатора (СКВТ), ве2в: личина U используется непосредственно.

При определении величины асимметрии нулевых точек решающей электри97646

S (2) Погрешность проверяемой электрической машины измеряется в виде угла являющегося разностью между действительным и номинальным углами поворота ее ротора. Поворот ротора электрической машины на номинальный угол осуществляется с помощью привода автоматического поворота ротора, а

3 ческой машины необходимо производить расчет по формулам

co<„= " (1)

U Соз(dУ 2

d 2. И где дскб„и д - погрешности соответственно синусной и косинусной обмоток ре10 шающей электрической машины, рад;

U - максимальная амплитуС1 да выходных напряжений (1).

Однако при длительной эксплуата15 ции устройства снижается его точность. Необходимость установки на каждой проверяемой решающей электрической машине двух кольцевых корпусов снижает производительность проверки. Кроме того, согласование исходного нулевого положения электротехнической шкалы с исходным нулевым положением проверяемой решающей

25 электрической машины является слоиной операцией, так как кольцевые корпуса устанавливают непосредственно на роторе и статоре решающей влектрической машины. К тому же устройство может быть использовано только в случае измерения погрешности проверяемой решающей электрической машины в виде разности между действительной и номинальной величинами амплитуды напряжения, снимаемого с М роторной обмотки.

Известно устройство для проверки электрических машин, содержащее привод автоматического поворота ротора проверяемой электрической машины, со- 4О стоящий из корпуса, установленного на опоре вращения, шагового двигателя, ассинхронного двигателя, усили.теля, переключателей и первого редуктора, привод разворота статора ре- 45 шающей электрической машины, второй редуктор, маховик и шкалу погрешности проверяемой решающей электрической машины.

7 4 на угол Ао . — путем разворота корпуса привода на этот )(е угол.

Угол 50С считывается непосредственно по шкале погрешности электрической машины. При определении. величины асимметрии нулевых точек ЭИ величина до(. используется непосредственно.

Длп определения относительной погрешности отображения синусной или косинусной зависимостей необходимо производить расчет соответственно по формулам

ДU U =Ьс л cos+ (3)

d U U, = do) < s 1 по (4)

Устройство обеспечивает автоматическое задание дискретных углов поворота ротора проверяемой электрической машины с высокой точностью 12 1.

Однако точность измерения погрешности проверяемой электрической машины в виде отклонения угла поворота ее ротора низка, так как полностью определяется погрешностью второго редуктора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для проверки решающих электрических машин, содержащее привод автоматического поворота ротора проверяемой электрической машины, состоящий из шкалы электромеханической, )асинхронного двигателя, усилителя, первого переключателя, редуктора и маховика, привод разворота статора электрической машины, расшифровывающую следящую систему, состоящую из линейного вращающегося трансформатора, асинхронного двигателя, усилителя, масытабного трансформатора, фазирующего блока редуктора и шкалы погрешности проверяемой решающей электрической машины, второй переключатель.

Погрешность проверяемой электрической машины измеряется в виде угла Ьс(С. Устройство обеспечивает автоматическое задание углов а(. и измерение углов () с высокой точностью Ц.

Однако необходимость проведения расчетов по формулам (3) и (4) для определения. относительной погрешности отображения синусной или косинусной зависимостей снижает производительность проверки решающей электрической машины.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения воз97646 нен с первым входом следящей системы, 16

2S нен с вторым выходом следящеи системы. вход линейно-вращающегося трансформатора соединен с вторым входом следящей системы. !

Кроме того, в устройстве для проверки электрических машин привод разворота ротора выполнен в виде пере56 ключателя, первый вход которого соединен с первым входом привода развороSS можности считывания относительной погрешности отображения синусной или косинусной зависимостей непосредственно по шкале погрешности электрической машины.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для проверки электрических машин, содержацее переключатель, первый выход которого соедивторой выход соединен с первым входом привода разворота ротора, первый выход которого соединен с первым входом переключателя, первый и BTop0v» выходы следящей системы соединены с- вторым и третьим входами переключателя, третий выход которого соединен с вторым входом следящей системы, а четвертый выход соединен с вторым входом привода разворота ротора, второй выход которого соединен с четвертым входом переключателя.

Кроме того, в устройстве для проверки электрических машин следящая система выполнена в виде усилителя, первый вход которого соединен с первым входом следящей системы, а выход - с входом двигателя, вал которого кинематически соединен со шкалой погрешности решающей электрической машины, а через редуктор — с валом линейно-вращающегося трансформатора, выход которого соединен с вторым входом усилителя, первого фазирующего блока, соединенного с первым масштабным трансформатором, второго фазирующего блока и второго масштабного трансформатора, выход второго фазирующего Ьлока соединен с входом второго маситабного трансформатора, выход которого соединен с первым выходом следящей системы; выход первого масштаЬного трансформатора соедита ротора, второй вход - с источником напряжения, а выход - с входом усилителя, выход которого соединен с входом двигателя, вал которого кинематически соединен с первым маховиком, а через редуктор - с ротором

7 6 электромеханической шкалы, со шкалой и через муфту с валом электрической машины, которая установлена в стакане, который кинематически соеДинен с вторым маховиком, выход ротора электромеханической шкалы соединен с первым выходом привода разворота ротора электрической машины, дополнительного редуктора и синусно-косинусного вращаюцегося трансформатора, вал которого кинематически соединен через дополнительный редуктор с валом двигателя, вход и выход синусно-косинусного вращающегося трансформатора соединены соответственно с вторым входом и вторым выходом привода ра3ворота ротора.

На чертеже приведена схема устройства, Проверяемую электрическую машину 1 устанавливают в стакане 2. Стакан 2 кинематически связан с маховиком привода 4 р азворота статора электрической машины. Ротор проверяемой электрической машины 1 муфтой 5 ки- - нематически связан с ведомым валом 6 основного редуктора 7 привода 8 разворота ротора электрической машины.

На ведомом валу 6 основного редуктора 7 закреплена шкала 9 отсчета дискретных углов поворота ротора электрической машины и ротора электромеханической шкалы 10.

Ведущий вал редуктора 7 кинематически связан с маховиком 11, ротором асинхронного двигателя 12 и ведущим валом дополнительного редуктора

13. Ведомый вал дополнительного редуктора 13 кинематически связан с ротором СКВТ 14. Статор электромеханической шкалы 15 жестко закреплен на корпусе устройства. Ротор асинхронного двигателя 16 расшифровывающей следящей системы 17 кинематически связан с ведущим валом редуктора 18 и шкалой погрешности 19 электрической машины. Ведомый вал редуктора 18 кинематически связан с ротором линейного вращающегося трансформатора 20. Обмотка ротора шагового двигателя 10 подключена через второй

21 и первый 22 переключатели и усилитель 23 к управляемой обмотке асинхронного двигателя 12, через переключатель 21 и усилитель 24 подключена к управляемой обмотке асинхронного двигателя 16 и через переключатель 21 подключена к входу СКВТ

14. Выход СКВТ 14 через переключатель

76467 8

1 устанавливают в стакане 2, при этом тора электромеханической шкалы 10 от.? 9

21 и усилитель 24 подключен к управляемой обмотке. асинхронного двигателя 16. Выходы масштабных трансформаторов 25 и 26 через переключатель

21 подключены к входу линейного вращающегося трансформатора 20.

Выход линейного вращающегося трансформатора 20 подключен к первому входу усилителя 24. Выход фазового блока 27 подключен к входу масштабного трансформатора 25, а выход фазового блока 28 подключен к входу масштабного трансформатора 26. Решающую электрическую машину 1 проверяют с помощью устройства следующим образом. . С помощью переключателя 21 обмотку .ротора электромеханической шкалы

10 отключают от второго входа усилителя 24 и входа СКВТ 14 и подключают к переключателю 22. Ротор электромеханической шкалы 1О и ведомый,вал

6 редуктора 7 с помощью асинхронного двигателя 12, усилителя 23 и переключателя 22 автоматически устанавливают в нулевое положение.

Устройство работает следующим образом.

Проверяемую электрическую машину ротор электрической машины 1 муфтой

5 кинематически соединяют с ведомым валом 6 редуктора 7. Вращая маховик

3 приводом 4 разворачивают статор электрической машины 1 до положения электрического нуля. С помощью асинхронного двигателя 12, усилителя 23 и переключателя 22 ротор электромеханической шкалы 10, ведомый вал 6 редуктора 7 и ротор электрической машины 1 автоматически поворачивают на номинальные дискретные углы. При этом амплитуда выходного напряжения проверяемой электрической машины 1 в дискретных угловых положениях может отличаться от номинальной.

Если в заданном дискретном угловом положении ротора электрической машины 1 амплитуда ее выходного напряжения отличается от номинальной, то при измерении асимметрии нулевых точек переключателем 21 обмотку роключают от переключателя 22 и под- . ключают к второму входу усилителя

24. Переключателем 21 выход масштабного трансформатора 25 подключают к входу линейного вращающегося трансформатора 20. Маховиком 11 вручную

jo

3S

40 разворачивают ротор электрической машины 1 на небольшой угол, при котором амплитуда ее выходного напряжения станет равной нулю. При этом напряжение на обмотке ротора электромеханической шкалы 10 равно некоторой величине, пропорциональной углу hQ„„. (илид d „). Это напряжение через переключатель 21 и усилитель

24 поступает на управляемую обмотку двигателя 16, который разворачивает ротор линейного врацающегося трансформатора на угол К Ьа,„(-:.,ь (;), при котором выходное найряиение линейного вращающегося трансформатора равно выходному напряжению электромеханической шкалы.

Ф

Коэффициент К„ определяется соотношением

К = — = 600i

Д,1 где 60 о - предельный угол поворота . ротора линейного вращающегося трансформатора;

0,1 - наибольшая асимметрия нулевых точек электрической машины

Согласовывание амплитуд и фаз выходных напряжений линейного вращающегося трансформатора электромеханической шкалы на предельных углах поворота их роторов (соответственно

60О и 0, 1 ) осуществляется с помощью трансформатора 25 и блока 27.

При повороте трансформатора 20 одновременно поворачивается шкала 19, по которой отсчитывается асимметрия нулевых точек электрической машины

Если в заданном дискретном угловом положении ротора электрической машины 1 амплитуда ее выходного напряжения отличается от номинальной, то при измерении относительной погрешности отображения синусной (косинусной) зависимости электрической маши ны переключателем 21 обмотку ротора электромеханической шкалы 10 отключают от переключателя 22 и подключают к входу СКВТ 14. Выход СКВТ

14 через переключатель 21 подключают к второму входу усилителя 24. Переключателем 21 выход трансформатора

26 подключают к входу трансформатора 20. Маховиком 11 вручную разворачивают ротор электрической машины 1 на небольшой угол, при котором амплитуда выходного напряжения электри ческой машины 1 станет равной номи.нальной. При этом выходное напряже976467

Формула изобретения ние СКВТ 14 равно некоторой величине пропорциональной произведению

ЬА+,-cosg., д<(Ä $1по „.. Это напряжение

< через переключатель 21 и усилитель

24 поступает на управляемую обмотку двигателя 16, который разворачивает ротор линейного врацаюцегося трансформатора на угол К дскб„.cos a(. (К дА - ы по(„-), при котором выходное

А„напряжение линейного вращаюцегося трансформатора равно выходному напряжению СКВТ 14.

Коэффициент K определяется соот X ношением

К = = 120, 60< о где 60 — предельный угол поворота линейного вращающегося трансформатора;

0,5 — наибольшая погрешность отображения синусной (косинусной) зависимости электрической машины 1, выраженная в угловой мере.

Согласование фаз и амплитуд выходных напряжений линейного врацающегося трансформатора и СКВТ осуществляется при угле поворота линейного вращающегося трансформатора на

60 . Ротор СКВТ при этом устанавливается в нулевое положение, а ротор электромеханической шкалы 10 разворачивается на угол 0,5О. При фазировании и масштабировании используются трансформатор 26 и угловой блок 28.

Относительная. погрешность синусной (косинусной) зависимостей отсчитывается по шкале 19 погрешностей.

Устройство дает воэможность отсчитывать асимметрию нулевых точек в виде углов М„„.(йс,.), а относительную погрешность отображения синусной (косинусной) зависимостиs виде величин д01 д0 или

Од Ug

Экономический эффект от внедрения предложенного устройства обусловлен

его техническими преимуществами по сравнению с известными устройствами данного назначения.

1. Устройство для проверки электрических машин, содержащее переключатель, первый выход которого соеди"

1S

2$

3S

4$

$0

$$ нен с пеовым входом следящей системы, второй выход соединен с первым входом привода разворота ротора электрической машины, первый выход ко торого соединен с первым входом переключателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, первый и второй выходы следящей системы соединены с вторым и третьим входами переключателя, третий выход которого соединен с вторым входом следящей системы, а четвертый выход соединен с вторым входом привода разворота ротора электрической машины, второй выход которого соединен с четвертым входом переключателя.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что следяцая система выполнена s виде усилителя, первый вход которого соединен с первым входом следящей системы, а выход - с входом двигателя, вал которого кинематически соединен со шкалой погрешности электрической машины, а через редуктор - с валом линейно-вращающегося трансформатора, выход которого соединен с вторым входом усилителя, первого фазирующего блока, соединенного с первым масштабным трансформатором, второго фазирующего блока и второго масштабного трансформатора, выход второго фазирующего блока соединен с входом второго масштабного трансформатора, выход которого соединен с первым выходом следящей системы, выход первого масштабного трансформатора соединен с. вторым выходом следяцей системы, вход линейновращающегося трансформатора соединен с вторым входом следящей системы.

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что привод разворота ротора электрической машины выполнен в виде переключателя, первый вход которого соединен с первым входом привода разворота ротора электрической машины, второй вход - с источником напряжения, а выход - с входом усилителя, выход которого соединен с входом двигателя, вал которого кинематически соединен с первым маховиком, а через редуктор - с рото-, ром электромеханической шкалы, со шкалой и через муфту с валом электрической машины, которая установлена в стакане, который кинематически соединен с вторым маховиком, выход ротора электромеханической шкалы сое7 12

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Авторское свидетельство СССР

М 525996, кл. G 08 С 25/00, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

N 736156, кл. G 08 С 25/00, 1978 (прототип).

11 97646 динен с первым выходом привода разворота ротора электрической маыины, дополнительного редуктора и синуснокосинусного вращающегося трансформа- Aâòo вторское свидетельство СССР тора, вал которого кинематически сое s Ю 525996, кл. G 08 G 25/00, 1966. динен через дополнительныЙ редуктор с валом двигателя, вход и выход синусно-косинусного вращающегося трансформатора соединен соответственно с вторым входом и вторым выходом привода разворота ротора.

ВНИИПИ Заказ 9009/77 Тираж 642 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4