СИСТЕМА КОНТРОЛЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2006 года по МПК G01C25/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля вращения асинхронного электродвигателя, в частности гиромотора авиагоризонта.

Известно устройство для защиты трехфазного электродвигателя [1], содержащее импульсный трансформатор и основанное на методе измерения импульсов, величина которых пропорциональна потребляемому двигателем току.

Недостатком этого устройства является низкая надежность и достоверность контроля вращения электродвигателя.

Известна также система контроля трехфазного асинхронного гиромотора авиагоризонта [2], основанная на непосредственном измерении числа оборотов электродвигателя.

Известная система контроля асинхронного электродвигателя содержит статический преобразователь тока; коммутатор; блок управления коммутатором, состоящий из блока формирования временных команд и формирователя сигнала управления коммутатором; блок обработки импульсов, состоящий из усилителя согласования, логического элемента 2И, формирователя сигнала сброса, формирователя сигнала записи результата измерения периода ЭДС; блок управления измерителем, состоящий из логического элемента 3И, инвертора, логического элемента 2ИЛИ, двоичного счетчика, D-триггера; измеритель периода ЭДС; генератор; D-триггер; сигнализатор отказа.

Недостатком этого устройства является неоднозначность контроля вследствие флуктуации сигнализатора отказа во время разгона и торможения ротора электродвигателя. Это выражается в том, что сигнализатор отказа будет попеременно сигнализировать о том, что ротор электродвигателя либо уже разогнался, либо еще разгоняется.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение достоверности контроля асинхронного электродвигателя.

Поставленная задача решается за счет того, что в системе контроля асинхронного электродвигателя, содержащей статический преобразователь тока, выходы которого подключены к фазам асинхронного электродвигателя через коммутатор, управляющий вход которого подключен к блоку управления коммутатором, две фазы асинхронного электродвигателя подключены ко входу блока обработки импульсов, выход которого подключен ко входу блока управления измерителем, подключенного своим выходом к первому входу измерителя периода ЭДС, ко второму входу которого подключен генератор импульсов, а выход через D-триггер подключен к сигнализатору отказа, согласно изобретению между устройством управления измерителем и измерителем периода ЭДС включен пороговый элемент, первый вход которого подключен к неинвертирующему выходу D-триггера, а второй вход - к его инвертирующему выходу.

К существенным признакам заявленного устройства, по сравнению с известным (прототипом), относится введение в него дополнительного порогового элемента, который изменяет порог срабатывания измерителя периода ЭДС, исключая тем самым флуктуации сигнализатора отказа, что повышает достоверность его работы.

На чертеже представлена схема устройства.

Предлагаемое устройство содержит статический преобразователь 1 тока, коммутатор 2, блок 3 управления коммутатором, блок 4 обработки импульсов, блок 5 управления измерителем, измеритель 6 периода ЭДС, генератор 7, D-триггер 8, сигнализатор 9 отказа, пороговое устройство 10.

Выходы статического преобразователя 1 тока подключены к фазам асинхронного электродвигателя 11 через коммутатор 2, управляющий вход которого подключен к блоку 3 управления коммутатором. Две фазы асинхронного электродвигателя 11 подключены ко входу блока 4 обработки импульсов, выход которого подключен ко входу блока 5 управления измерителем, а его выход через пороговый элемент 10 подключен к первому входу измерителя 6 периода ЭДС. Ко второму входу измерителя 6 периода ЭДС подключен генератор 7, а его выход через D-триггер 8 подключен к сигнализатору 9 отказа. Неинвертирующий выход D-триггера 8 подключен к первому входу порогового элемента 10, второй вход которого подключен к инвертирующему выходу D-триггера 8.

Система контроля асинхронного электродвигателя работает следующим образом.

При разгоне ротора асинхронного электродвигателя 11 на него поступает через коммутатор 2 переменное напряжение, формируемое статическим преобразователем 1 тока. При поступлении на коммутатор 2 сигнала измерения с устройства 3 управления коммутатором коммутатор 2 закрывается и подача электроэнергии на электродвигатель 11 прекращается на короткий промежуток времени. В этом случае ротор электродвигателя 11, продолжая вращаться по инерции (на выбеге), индуцирует в обмотке асинхронного электродвигателя 11 ЭДС выбега, которая поступает на устройство 4 обработки импульсов, формирующее прямоугольные импульсы, частота которых равна частоте вращения ротора электродвигателя 11. Эти импульсы поступают на устройство 5 управления измерителем, которое формирует диаграмму работы измерителя 6 периода ЭДС.

Если частота вращения ротора электродвигателя 11 ниже предельно допустимой, то измеритель 6 периода ЭДС не формирует сигнал записи в D-триггер 8, который не активизирует сигнализатор 9 отказа и он сигнализирует, в свою очередь, о том, что ротор электродвигателя 11 не разогнался до нужных оборотов.

Как только частота вращения ротора электродвигателя 11 достигнет границы предельно допустимого значения, измеритель 6 периода ЭДС формирует сигнал записи в D-триггер 8, который переключается в другое устойчивое состояние и активизирует сигнализатор 9 отказа, который, в свою очередь, сигнализирует о разгоне электродвигателя. При работе электродвигателя 11 на нагрузку изменение частоты вращения его ротора происходит нестабильно, измеритель 6 периода ЭДС формирует сигнал записи в D-триггер 8 также нестабильно и показания сигнализатора 9 отказа будут неоднозначными.

Если перед измерителем 6 периода ЭДС установить пороговый элемент 10, который перестраивает его уровень срабатывания, то неоднозначность устраняется.

Рассмотрим работу порогового элемента 10.

Предположим, что частота вращения ротора электродвигателя 11 растет и еще не достигла предельно допустимого значения. При этом сигналом с неинвертирующего выхода D-триггера 8 по первому входу порогового элемента 10 устанавливается определенный коэффициент деления измерителя 6 периода ЭДС. При достижении ротором электродвигателя 11 частоты вращения, равной предельно допустимой, происходит переключение D-триггера 8 в другое состояние и с его инвертирующего выхода по второму входу порогового элемента 10 происходит переключение коэффициента деления измерителя 6, так что его порог уменьшается и это состояние остается стабильным до окончания разгона электродвигателя 11, при этом сигнализатор 9 отказа будет сигнализировать о том, что частота вращения ротора электродвигателя достигла предельно допустимого значения.

Если теперь по каким-либо причинам, например в случае обрыва цепи питания электродвигателя, частота вращения ротора начинает падать, то при достижении предельно допустимого значения измеритель 6 периода ЭДС переключит D-триггер 8 в исходное состояние и с его неинвертирующего выхода по первому входу порогового элемента 10 произойдет переключение коэффициента деления измерителя 6 периода ЭДС, так что его порог увеличится и это состояние остается стабильным при дальнейшем снижении оборотов электродвигателя 11, при этом сигнализатор 9 отказа будет сигнализировать о том, что частота вращения ротора электродвигателя снизилась ниже предельно допустимого значения.

Использование предложенного изобретения позволило создать малогабаритный источник питания с системой контроля разгона трехфазного гиромотора.

Источники информации

1. А.С. СССР 1336896, кл. Н 02 Н 3/24, 7/09, 1984 г.

2. А.С. СССР 1579172, кл. G 01 С 25/00, 1987 г (прототип).

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля вращения асинхронного электродвигателя, в частности гиромотора авиагоризонта. Технический результат заключается в повышении достоверности контроля асинхронного электродвигателя. Для этого устройство содержит статический преобразователь тока, выходы которого подключены к фазам асинхронного электродвигателя через коммутатор, блок управления коммутатором, блок обработки импульсов, блок управления измерителем, измеритель периода ЭДС, генератор импульсов, D-триггер, сигнализатор отказа, также между устройством управления измерителем и измерителем периода ЭДС включен пороговый элемент, первый вход которого подключен к неинвертирующему выходу D-триггера, а второй вход - к его инвертирующему выходу. 1 ил.

Система контроля асинхронного электродвигателя, содержащая статический преобразователь тока, выходы которого подключены к фазам асинхронного электродвигателя через коммутатор, управляющий вход которого подключен к блоку управления коммутатором, две фазы асинхронного электродвигателя подключены ко входу блока обработки импульсов, выход которого подключен ко входу блока управления измерителем, подключенного своим выходом к первому входу измерителя периода ЭДС, ко второму входу которого подключен генератор импульсов, а выход через D-триггер подключен к сигнализатору отказа, отличающаяся тем, что между устройством управления измерителем и измерителем периода ЭДС включен пороговый элемент, первый вход которого подключен к неинвертирующему выходу D-триггера, а второй вход - к его инвертирующему выходу.