АВТОМАТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТИ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1997 года по МПК G01R31/34 H02K15/00 

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано для проведения испытаний электродвигателей.

Известен способ определения электромеханической постоянной времени двигателя, заключающийся в подключении к источнику питания, в разгоне ротора, в сопоставлении периода ЭДС датчика частоты вращения с периодом импульсов стабильной частоты, в определении установившейся частоты вращения, времени и расчете электромеханической постоянной времени по измеренным величинам, при этом в процессе разгона двигателя запоминают количество импульсов стабильной частоты, содержащихся в каждом периоде ЭДС датчика частоты вращения, сопоставляют количество импульсов в двух последовательных периодах ЭДС и при достижении равенства этих величин определяют установившуюся частоту вращения по количеству импульсов N_n стабильной частоты вращения, содержащихся в периоде ЭДС, определяют период эталонного сигнала, для чего рассчитывают число импульсов N_э 1,582 N_n, которые должны содержаться в периоде ЭДС датчика вращения, соответствующем электромеханической постоянной времени, затем последовательно воспроизводят информацию о числе импульсов стабильной частоты, содержащемся в каждом периоде ЭДС датчика частоты вращения, сравнивают измеренное число импульсов с N_э, одновременно подсчитывают общее количество импульсов стабильной частоты с начала воспроизведения информации и в момент совпадения количества импульсов стабильной частоты, содержащемся в очередном периоде ЭДС, с N_э, по общему количеству импульсов стабильной частоты определяют электромеханическую постоянную времени [1]
Данный способ определения электромеханической постоянной времени двигателя указывает на предложение об экспоненциальном характере увеличения угловой скорости вращения его вала во время разгона, так как только в этом случае вводится само понятие постоянной времени. Такое допущение при использовании величины постоянной времени в качестве критерия качества двигателя представляется достаточно грубым, поскольку в ряде случаев характер зависимости угловой скорости ω от времени t wf(t) в течение периода разгона далеко от экспоненциальной формы, что существенно снижает точность принятия решения о выбраковке двигателя.

Также известен электродвигатель с блоком для измерения механической характеристики, содержащий датчик измерения момента в виде тензометрического моста, подключенного к источнику переменного тока и установленного на валу двигателя, датчик частоты вращения и регистратор, к которому подключены датчики момента и частоты вращения, тороидальную катушку, подключенную к источнику постоянного тока, и двухполупериодный выключатель, при этом катушки установлены концентрично на валу двигателя в зоне размещения тензодатчиков, а выпрямитель включен между выходом тензометрического моста и регистратором [2]
Однако это устройство, в котором измеряют механическую характеристику, не может быть применено для автоматического контроля качества электродвигателя, так как в нем не имеется возможности автоматически сравнить полученную механическую характеристику с эталонной вследствие того, что в нем не содержится средств хранения информации о виде эталонной механической характеристики.

Наиболее близким к изобретению является автоматический способ повышенной точности контроля качества электродвигателя, при котором подключают электродвигатель к источнику питания, разгоняют его ротор, измеряют угловую частоту вращения электродвигателя в период разгона, полученный аналоговый сигнал преобразуют в цифровую форму и вводят данные измерений в цифровой форме в ЭВМ с последующим принятием решения о выбраковке электродвигателя [3]
Недостатком данного способа является большая длительность испытаний из-за того, что измерение частоты вращения происходит за все время испытаний и за счет увеличенной длительности обработки получаемой информации.

Технический результат данного изобретения заключается в том, чтобы уменьшить время испытаний электрических машин по одному из ее параметров - угловой частоте вращения.

Технический результат достигается тем, что в автоматическом способе повышенной точности контроля качества электродвигателя, при котором подключают электродвигатель к источнику питания, разгоняют его ротор, измеряют угловую частоту вращения электродвигателя в период разгона, полученный аналоговый сигнал преобразуют в цифровую форму и вводят данные измерения в цифровой форме в ЭВМ с последующим принятием решения о выбраковке электродвигателя, в процессе разгона указанное изменение угловой частоты вращения осуществляют в функции времени t wf(t) в течение фиксированного времени, величина которого заранее задана и введена в устройство отсчета времени, по измеряемым данным в ЭВМ с помощью одного из методов идентификации определяют динамическую механическую характеристику wf(M) электродвигателя и указанную выбраковку электродвигателя осуществляют при выходе полученной динамической механической характеристики за границы заранее заданных и введенных в память ЭВМ отклонений значений полученной динамической механической характеристиками от эталонных значений упомянутой характеристики.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 график угловой скорости в период разгона двигателя wf(t); на фиг. 3 рассчитанная ЭВМ динамическая механическая характеристика вместе с граничными отклонениями от эталонной характеристики.

Устройство для реализации данного способа содержит датчик 3 частоты вращения, установленный на валу электродвигателя 1 (фиг. 1). Датчик частоты вращения электрически связан с аналогоцифровым преобразователем 6 (АЦП), связанным с блоком сопряжения 7 ЭВМ 4. Устройство также содержит устройство отсчета времени 2, электрически связанное с датчиком 3 частоты вращения, блок сопряжения 8, вход которого электрически связан с ЭВМ 4, а выход со входом исполнительного устройства 5.

Автоматический способ повышенной точности контроля качества 3 электродвигателя осуществляется следующим образом.

Электродвигатель 1 подключается к источнику питания (не показано). В это время устройство отсчета времени 2 с введенной в него величиной промежутка времени Т_p начинает отсчет временного промежутка времени разгона двигателя 1. Затем начинается разгон ротора двигателя 1. В течение времени Т_p датчик частоты вращения вала двигателя 3 измеряет угловую скорость вращения вала двигателя 1 w как функцию времени t wf(t) (фиг. 2). Этот сигнал с выхода датчика 3 поступает на выход АЦП 6, где преобразуется в цифровую форму. Затем сигнал с выхода АЦП 6 с помощью блока 7 сопряжения с ЭВМ приводится к форме, пригодной для обработки в ЭВМ 4. Сигнал с выхода блока сопряжения с ЭВМ 7 поступает на вход ЭВМ 4. Таким образом информация о зависимости wf(t) вводится в ЭВМ 4. ЭВМ 4 с помощью одного из методов идентификации, например, симплекс-метода, рассчитывает динамическую механическую характеристику wf(М), представляемую при ее идентификации в виде обратной функции M f(ω), например, в виде многочлена M = Aω⁴+Bω³+(ω²+Dω+ME). При этом данные об эталонной характеристике ωf(М) и предельных отклонениях от нее заранее введены в память ЭВМ 4. При выходе динамической механической характеристики за границы заранее заданных в память ЭВМ 4 предельных отклонений от эталонной характеристики ЭВМ 4 автоматически принимает решение о выбраковке двигателя 1 и выдает сигнал об этом на вход блока сопряжения 8. С выхода блока сопряжения сигнал поступает на вход исполнительного устройства 5. При отсутствии недопустимых отклонений в сравниваемых характеристиках выдается сигнал на исполнительное устройство 5 на выпуск изделия. По истечении времени Т_p устройство отсчета времени 2 выдает электрический сигнал на датчик 3 о прекращении изменения угловой скорости вращения вала двигателя 1.

Измерение угловой скорости вращения только в период разгона в функции времени, вычисление динамической механической характеристики и ее использование для выбраковки электродвигателя позволит сократить обработки информации, а следовательно, приводит к сокращению времени проведения испытаний электродвигателя.

Использование: в устройствах для испытания электродвигателей. Сущность изобретения: в автоматическом способе повышенной точности контроля качества электродвигателя в период разгона его ротора измеряют круговую частоту вращения электродвигателя в функции времени t ω =f(t) в течение фиксированного промежутка времени. По измеренным данным, введенным в ЭВМ в цифровой форме, определяют в ЭВМ динамическую механическую характеристику w =f(M). При выходе полученной характеристики за границы введенных в память ЭВМ отклонений значений этой характеристики от эталонных значений производят выбраковку электродвигателя. В результате сокращается время испытаний электродвигателей и увеличивается выход готовых электродвигателей. 3 ил.

Автоматический способ повышенной точности контроля качества электродвигателя, при котором подключают электродвигатель к источнику питания, разгоняют его ротор, измеряют угловую частоту вращения электродвигателя в период разгона, полученный аналоговый сигнал преобразуют в цифровую форму и вводят данные измерений в цифровой форме в ЭВМ с последующим принятием решения с помощью ЭВМ о выбраковке электродвигателя, отличающийся тем, что в процессе разгона указанное измерение угловой частоты вращения осуществляют в функции времени tω = f(t) в течение фиксированного промежутка времени, величина которого заранее задана и введена в устройство отсчета времени, по измеренным данным в ЭВМ с помощью одного из методов идентификации определяют динамическую механическую характеристику ω = f(M) электродвигателя и указанную выбраковку электродвигателя осуществляют при выходе полученной динамической механической характеристики за границы заранее заданных и введенных в память ЭВМ отклонений значений полученной динамической характеристики от эталонных значений упомянутой характеристики.