Способ измерения механической постоянной времени синхронного электродвигателя Советский патент 1984 года по МПК G01R31/34 G01R27/02 

Изобретение относится к косвенным методам измерения параметров синхронного электродвигателя, а именно к механическсуй постоянной времени, и может найти применение в электромашиностроении при испытании электрически машин.

Известен способ измерения механической постоянной времени электродвигателя путем приведения его во вращение, отключения от сети, измерения скорости при выбеге и определения производной скорости от времени при номинальной скорости СО

Указанный способ сложен в реализации, так как требует установки датчиков скорости.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ измерения механической постоянной времени синхронного электродвигателя путем разгона его до номинальной скорости, отключения двигателя от источника питания, формиоования контролируемого сигнала в виде напряжения биений, образованного от сложения напряжения .источника питания и ЭДС обмотки двигателя на выбеге,измерения параметров напряжения биения и определения по ним механическойпостоянной времени. Механическую постоянную инерции двигапо известной зависителя вычисляют Значение С отличается от номости. минального из-за отклонения фактической загрузки двигателя от номинальной Г2.

Недостатком известного способа является невысокая точность измерения в самом первом периоде биений, поскольку он не учитывает, что угол выбега ротора двигателя (угол нагрузCfo)

В момент отделения источника

ки

питания отличается от нуля и пренебрежение его фактическим значением вносит погрешность в определение механической постоянной времени.

Цель изобретения - повышение точности способа.

Поставленная цель достигается Тем, что согласно способ измерения механической постоянной времени синхронного, электродвигателя путем разГона его до номинальной скорости, отключения двигателя от источника питания, формирования контролируемого сигнала в виде напряжения биений, образованного от сложения напряжения

источника питания и ЭДС обмотки двигателя при выбеге, измерения параметров напряжения биения и определения по ним механической постоянной времени, дополнительно измеряют фазовый угол между напряжением источника питания и ЭДС обмотки двигателя при выбеге, фиксируют моменты времени изменения знака фазового угла и соответствующие первому и второму экстремумам напряжения биения, измеряют время от момента отключения двигател от источника питания до. момента достижения няпряжения биений первого экстремума и время между первым и вторым экстремумами и по указанным временам определяют механическую постоянную двигателя.

На фиг.1 приведена осциллограмма изменения контролируемого сигнала напряжения биений U при выбеге двигателя; на фиг.2 - устройство для реализации предлагаемого способа.

До отключения двигателя от источника напряжения на двигателе U i; на источнике и сннфазны, угол сдвига фаз cf и напряжение биений U равны нулю. В момент отключения двигателя от сети i о величина изменяется скачком от О до ( (угол нагрузки двигателя в предшествующем режиме), соответствующего фазовой характерис|Тике собственной ЭДС двигателя. В момент достижения первого экстремума (максимума) огибающей значение ( изменяется скачком от +180 до -180 а в момент второго экстремума (минимума) огибающей биений знак cf изменяется на противоположный. Это позволяет Только по Знаку d проще и точнее фиксировать моменты экстремумов i и t (j особенно при пологой вершине

огибающей напряжения биений. I

Устройство (фиг.2) содержит блок 1 преобразования угол - напряжение, выходной сигнал которого U определяется величиной и знаком угла сдвига фаз между напряжениями U, (ЭДС двигателя при выбеге) и U(j , компаратор 2, выходной- сигнал которого зависит от знака rf , т.е. х Vf, блок 3 преобразования время - напряжение, элементы ITAIWIb 4 и 5, блок 6 деления, квадратор 7, масштабирующие усилители 8 и 9, блок 10 вычитания и Квадратор 11.

Согласно способу фиксируют начало переходного процесса по появлению

сигнала Uj на выходе блока 1 и включению компаратора 2. Время -1, измеряют формированием линейно возрастающего напряжения интегратора в блоке 3 от момента появления сигнала до первого экстремума, который фиксируют по переключению компаратора 2 в другое положение. Запоминают наибольшее значение напряжения, пропорционального t ,на конденсаторе элемента ПАМЯТЬ 4. В момент достижения первого экстремума (сГ 180) компаратор перекпючается, разрядный ключ возвра1цает первый интегратор блока 3 в нулевое состояние. Одновременно с этого же момента измеряют время t „ вторым интегратором обратной полярности в блоке 3, запоминая наиболшее значение напряжения, пропорционального t , на конденсаторе эле.мента ПАМЯТЬ 5, до момента второго экстремума (О 360 ), который фиксируют по очередному переключению компаратора 2 (фиг.1). По ходу выбега двигателя все последующие измерен ные значения t и t ( между моментами переключения компаратора 2 всегда меньше самых первых и не изменяют уровень напряжений, хранящихся в элементах ПАМЯТЬ 4 и 5. Далее соглас но предложенной зависимости напряжение t элемента ПАМЯТЬ 5 возводится во вторую степень квадратором 7, умнжается на коэффициент усилителем 9 и полученная величина подается на выход для Т. . Одновременно блок 6 деления определяет отношение напряжений элементов ПА1-1ЯТЬ 4 и 5, пропорциональных i и 11 , полученная величина умножается на коэффициент усилителем 8, блок 10 выполняет дале операцию вычитания i-v.-r величины , заданной постоянным напряжением Uj , а квадратор 11 возводит результат во вторую степень и подаёт его на выход для определения rf . Таким образом, по измеренным значениям длительностей I , и 1 (j определяют параметры t. и 6д в момент, предшествующий переходному процессу. Время хранения измеренных значений t; и сГ зависит от постоянной разряда элементов ПАМЯТЬ 4 и 5. Способ допускает использование без реализующего устройства путем только графоаналитической обработки осциллограммы,полученной при выбеге синхронного двигателя. t/rmt , где m 291,13; t-1 Ч

((4-k - где 1 13,41;

а

Т. rt

k 5.56

Таким образом, для измерения параметров двигателя предлагаются зависимости, в которых значения коэффициентов i , кит постоянны и определяются моментами первого (f 180) и второго (о 350 ) экстремумов, а значения t;, и 1 изменяются в реальном процессе.

Предлагаемый способ, кроме механической постоянной инерции г . , позволяёт измерить угол нагрузки сГц синхронного двигателя. Этот же факто способствует повьциению точности способа, так как известный способ допускает методическую погрешность, обусловленную неучетом rf . Для предлагаемого способа характерна универсальность благодаря возможности его реализации как специальным измерительным устройством,так и непосредственно человеком при анализе экспериментальных осциллограмм. Способ может использоваться для повышения эффективности синхронизаторов, осуществляющих переключение выбегающей синхронной нагрузки с совпадением по фазе остаточной ЭДС двигателя и напряжения резервирующего источника, для повышения эффективности функционирования органов выявления потери питания ответственной двигательной нагрузки.

Q(.

N

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ путем разгона его до номинальной скорости, отключения двигателя от источника питания, формирования контролируемого сигнала в виде напряжения биений, образованного от сложения напряжения источника питания и ЭДС обмотки двигателя на выбеге, измерения параметров напряжения биения и определения по ним механической постоянной времени, о тл и чающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно измеряют фазовый угол между напряжением источника питания и ЭДС обмотки двигателя при выбеге, фиксируют моменты времени изменения знака фазового угла и соответствующие первому и второму экстремумам напряжения биения, измеряют время от момента отключения двигателя от источника питания до момента достижеi ния напряжения биений первого экстремума и время между первым и вторым (Л экстремумами и по указанным временам определяют механическую постоянную двигателя. 4; со со сд