СИСТЕМА КОНТРОЛЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2008 года по МПК G01C25/00 

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

Известна система контроля трехфазного асинхронного гиромотора авиагоризонта [1], основанная на непосредственном измерении числа оборотов электродвигателя.

Недостатком этого устройства является неоднозначность контроля вследствие флуктуации сигнала отказа во время разгона и торможения ротора электродвигателя, а также отсутствие защиты от короткого замыкания нагрузки.

Известна также система контроля асинхронного электродвигателя [2], основанная на непосредственном измерении числа оборотов электродвигателя, содержащая статический преобразователь тока, коммутатор с блоком управления коммутатором, блок контроля и сигнализации, состоящий из блока обработки импульсов, блока управления измерителем, порогового элемента, измерителя периода ЭДС, генератора, D-триггера, сигнализатора отказа.

Недостатком этого устройства также является отсутствие защиты от короткого замыкания нагрузки.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является обеспечение защиты от короткого замыкания нагрузки.

Поставленная задача решается за счет того, что в систему контроля асинхронного электродвигателя, содержащую шину питания, подключенную к статическому преобразователю тока, выходы которого подключены через коммутатор к фазам асинхронного электродвигателя, две из которых подключены ко входу блока контроля и сигнализации, согласно изобретению введены дифференциальный усилитель, компаратор, триггер Шмитта, источник опорного напряжения, датчик тока, который включен в разрыв шины питания, к выводам которого подключен дифференциальный усилитель, выход которого подключен к одному входу компаратора, к другому входу которого подключен источник опорного напряжения, а выход компаратора подключен через триггер Шмитта ко входу отключения коммутатора и управляющему входу блока контроля и сигнализации.

К существенным признакам заявленного устройства по сравнению с известным (прототипом) относится введение в него датчика тока с усилителем, компаратором, источником опорного напряжения, которые измеряют величину тока и при его превышении предельно допустимого значения отключают нагрузку, обеспечивая тем самым защиту от короткого замыкания.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Предложенное устройство содержит шину 1 питания, статический преобразователь 2 тока, коммутатор 3, блок 4 контроля и сигнализации, дифференциальный усилитель 5, компаратор 6, триггер 7 Шмитта, источник 8 опорного напряжения, датчик 9 тока. Шина 1 питания подключена к статическому преобразователю 2 тока, выход которого подключен через коммутатор 3 к фазам асинхронного электродвигателя, две из которых подключены ко входу блока 4 контроля и сигнализации. В разрыв шины 1 питания включен датчик 9 тока, к выводам которого подключен дифференциальный усилитель 5, выход которого подключен к одному входу компаратора 6, к другому входу которого подключен источник 8 опорного напряжения, выход компаратора 6 подключен через триггер 7 Шмитта ко входу отключения коммутатора 3 и управляющему входу блока 4 контроля и сигнализации.

Система контроля асинхронного электродвигателя работает следующим образом.

При разгоне синхронного электродвигателя на него через коммутатор 3 поступает переменное напряжение, формируемое статическим преобразователем 2 тока, который питается от шины 1 питания. Коммутатор 3 периодически закрывается, и подача электроэнергии на электродвигатель прекращается на короткий промежуток времени. В этом случае ротор электродвигателя продолжает вращаться по инерции (на выбеге), индуцирует в обмотке асинхронного электродвигателя ЭДС выбега, которая поступает на блок 4 контроля и сигнализации. Если частота вращения ротора электродвигателя ниже предельно допустимой, то блок 4 контроля и сигнализации сигнализирует о том, что ротор электродвигателя не разогнался до нужных оборотов либо обороты упали до нижнего предельно допустимого значения. Как только частота вращения ротора электродвигателя достигает верхней границы предельно допустимого значения, блок 4 контроля и сигнализации формирует сигнал исправности. Таким образом, происходит контроль разгона электродвигателя, но не обеспечивается его отключение в случае возникновения повышенного потребления тока, например, если ротор электродвигателя заклинило. При этом происходит разогрев обмотки, что может создать аварийную ситуацию. Для защиты устройства в разрыв шины 1 питания включен датчик 9 тока. При нормальном режиме работы напряжение на датчике 9 тока прямо пропорционально величине тока.

Чтобы свести к минимуму влияние датчика 9 тока, его сопротивление должно быть небольшим, поэтому необходимо усиливать падение напряжения на нем с помощью дифференциального усилителя 5. Усиленное напряжение датчика 9 тока подается на один вход компаратора 3, а на другой его вход - напряжение с источника 8 опорного напряжения, величина которого выбрана по верхней границе предельно допустимого значения тока.

При нормальном значении тока, протекающего через датчик 9 тока, компаратор 3 находится в одном устойчивом состоянии, на его выходе присутствует логическое состояние 0, триггер Шмитта находится в обнуленном состоянии и на коммутатор 3 не подается сигнал на его отключение. Как только ток, протекающий через датчик 9 тока, увеличивается до предельно допустимого значения, напряжение на выходе дифференциального усилителя 5 превысит величину напряжения источника 8 опорного напряжения, компаратор 6 изменяет свое логическое состояние, триггер 7 Шмитта также изменяет свое логическое состояние и выдает сигнал на отключение коммутатора 3 и на включение сигнализации через блок 4 контроля и сигнализации.

После отключения питания и устранения короткого замыкания нагрузки систему снова включают и она готова для работы.

Использование предложенного изобретения позволило создать малогабаритный источник питания с системой контроля и защитой от короткого замыкания для трехфазного гиромотора.

Источники информации

1. А.С. СССР 1579172, кл. G01C 25/00, 1987 г.

2. Патент РФ №285237, кл. G01C 25/00, 2004 г. (прототип).

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для контроля вращения асинхронного электродвигателя, в частности гиромотора авиагоризонта. Технический результат - повышение надежности. Для достижения данного результата устройство содержит шину 1 питания, статический преобразователь 2 тока, коммутатор 3, блок 4 контроля и сигнализации, дифференциальный усилитель 5, компаратор 6, триггер 7 Шмитта, источник 8 опорного напряжения, датчик 9 тока. Датчик 9 тока определяет величину тока в цепи, компаратор 6 сравнивает ее с предельно допустимым значением и при превышении током этого значения нагрузка отключается, чем предотвращается короткое замыкание. 1 ил.

Система контроля асинхронного электродвигателя, содержащая шину питания, подключенную к статическому преобразователю тока, выходы которого подключены через коммутатор к фазам асинхронного электродвигателя, две из которых подключены ко входу блока контроля и сигнализации, отличающаяся тем, что в нее введены дифференциальный усилитель, компаратор, триггер Шмитта, источник опорного напряжения, датчик тока, включенный в разрыв шины питания, к выводам которого подключен дифференциальный усилитель, выход которого подключен к одному входу компаратора, к другому входу которого подключен источник опорного напряжения, а выход компаратора через триггер Шмитта подключен ко входу отключения коммутатора и управляющему входу блока контроля и сигнализации.