Устройство для измерения времени выбега электродвигателя Советский патент 1984 года по МПК G01R31/34 

Изобретение относится к средств измерения электромеханических характеристик электродвигателей и мож быть использовано в контрольноиспытательной аппаратуре при провер электродвигателей в процессе их изготовления и эксплуатации. Известно устройство, содержащее тахометрический датчик, блок управления, соединенный с коммутатором, счетчик времени.С блока управления через коммутатор подается сигнал, пропорциональный скорости вращения ротора. По моменту исчезновения ЭДС наведенной остаточной намагниченностью ротора в обмотках статора, на экране осциллографа с помощью се кундомера определяют время выбега электродвигателя l . Недостатком такого устройстваяв ляется невысокая точность измерения времени выбега ротора из-за наличия субъективных ошибок оператора, так как при измерении выбега нескольких электродвигателей, имеющих или очен близкие значения указанного параметра, оператор не в состоянии произвести объективные измерения ня всех испытуемых электродвигателях с большой точностью. Кроме того, при малых значениях наведенной ЭДС полезный сигнал заби вается помехами, вследствие чего сн жается точность фиксации момента ос новки вращения ротора.Постоянное пр сутствие оператора при измерении вр мени выбега электродвигателей, особенно в тех случаях, когда это врем превышает 60-90 мин, делает этот процесс малопроизводительным. Известно устройство, содержащее блок управления, соединенный с комм татором, и счетчик времени, дополнительно содержащий блок определени коэффициента нарастания и затухания оборотов ротора, классификатор коэф фициентов нарастания и затухания, преобразователь коэффициентов нарастания и затухания и управляемый кли С блока управления через коммутатор подается команда на отключение элек тродвигателя от источника питания и одновременное включение управляемог ключа. На управляемый ключ с тахометрического датчика в течение опре деленного времени поступают импульсы пропорциональные числу оборотов ротора электродвигателя. Упразляе --ый ключ в дискретные моменты времени подает импульсы в блок определения коэффициентов нарастания и затухани оборотов ротора, где вычисляется коэ фициент затухания. Вычисленное значение коэффициента затухания подается в классификатор, в котором оп1 еделяется по SHHONry значению коэф- фициента соответствующее значение коэффициента для полного времени выбега. Таким образом, по полученному значенг-{ю коэффициента затухания на начальном участке выбега прогнозируется полное время выбега. 2. Недостатком этого способа является неточное определение времени выбега, так как эталонные значения коэффициентов для определения полного времени выбега определяются на основе .статистических данных, весьма приближенно. Наиболее близким к предложенному по технической сущности к достигаемому результату является устройство ,для измерения времени выбега электродвигателя, содержащее блок управления, коммутатор, фильтр, блоки форУШрования импульсов запуска и останова, блок регистрации времени выбега, при этом коммутатор предназначен для подключения к испытываемому двигателю и его источнику питания, блок управления соединен с управляющим входом коммутатора, выход которого соединен с блоком форг-шрования импульса запуска и через фильтр - с блоком форг«1рования импульса останова, причем указанные блоки формиро-вання импульсов подключены к блоку регистрации времени выбега Ъ , С блока управления через коммутатор подается команда на отключение электродвигателя от источника питания, ЭДС, наведенная в обмотках статора, подается одновременно в блок формирования импульса запуска датчика времени и на усилитель. Блок формирования импульса запуска датчика времени выдает импульс в канал запуска датчика, времени, который начинает отсчет времени. По мере выбега ротора ЭДС уменьшается. Фильтр нижних частот до частоты среза не пропускает сигнал на блок остановки дат.чика времени. Как только частота наведенной ЭДС достигает частоты среза фильтра нижних частот (ФНЧ), срабатывает блок формирования импульса останова датчика времени. Момент фиксации остановки ротора происходит на частоте среза ФНЧ, поэтому вводится дополнительно поправка, равная 0,02-0,-1% от времени , зафиксированного на частоте среза. Однако известное устройство недостаточно точно определяет время выбега электродвигателя,так как устройство не защищено от помех, что может приводить к ложным срабатываниям канала остановки датчика, далее, устройство требует поправок, которые зависят от типа электродвигателей, от температурных воздействий и т,д. Эта поправка определяется опытным путем и не всегда достоверна. Цель изобретения - повышение точности измерения времени выбега элек- тродвигателя, Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерения времени выбега электродвигателя, содержащее блок управления, коммутатор, фильтр, блоки формирования импульсов запуска и останова, блок ре гистрации времени выбега, при этом коммутатор предназначен для подключе ния к испытываемому двигателю и его источнику питания, блок управления соединен с управляющим входом коммутатора, выход которого соединен с блоком формирования импульса запуска и через фильтр - с блоком формирования импульса останова, а блоки формирования импульсов подключены к блоку регистрации времени выбега, . введены пороговый блок и нуль-компа ратор, а фильтр выполнен в виде филь ра инфранизких частот, при этом вход порогового блока соединен с выходом коммутатора, выходы порогового блока - с блоком управления, блоком фо мирования импульса запуска с фильтром инфранизких частот, а нуль-компа ратор включен между выходом фильтра и блоком ; формирования импульса ост нова. На фиг.1 приведена структурная схема устройства для измерения выбега электродвигателей; на фиг.2-6 осциллограммы напряжений основных уз лов устройства. Структурная схема состоит из блок 1 управления,источника 2 питания, связанного через коммутатор 3 с элек тродвигателем 4, согласующего блока 5, подключенного к пороговому бло ку 6, который связан с блоком 1 управления, блоком 7 формирования импульса запуска и фильтром 8 инфранизких частот, нуль-компаратора 9, блока 10 формирования импульса останова и регистрирующего блока 11. Устройство работает следующим образом. С блока 1 управления подается команда через коммутатор 3 на отключение разогнанного до номинальных оборотов электродвигателя 4 от источ ника 2 питания. При этом ЭДС, наведенная в обмотках статора электродвигателя 4, подается с помощью коммутатора 3 на согласующий блок 5, им ющий большое входное сопротивление которое исключает шунтирование обмоток статора испытуемого электродвигателя 4. С выхода согласующего блока 5 сигнал от наведенной ЭДС поступает ,на пороговый блок б, где сравниваютс с заранее выбранным для оп .ределенного типа электродвигатфтя 4 опорным напряжением. Это необходимо, так как величина сигнала от наведенной ЭДС в статоре электродвигателя 4 существенно зависит от фазы напряжения источника 2 питания в момент отключения электродвигателя 4. При величине ЭДС меньшей величины заданного опорного,напряжения, блок управления выдает команду на повторный разгон электродвигателя 4. Если величина сигнала от наведенной ЭДС превышает величину опорного напряжения, пороговый блок 6 вьщает команду н.а блок 7 формирования импульса запуска, который запускает в регистрирующем блоке 11 электронный секундомер на начало отсчета времени выбега электродвигателя 4. Одновременно с этим сигнал с порогового блока 6 подается на фильтр 8 инфранизких частот, где выделяется из общего сигнала, содержащего помехи. Полоса пропускания фильтра 8 инфранизких частот выбрана таким образом (фиг.2), чтобы отношение сигнал/шум составило наибольшую величину. Как только частота сигнала от наведенной ЭДС достигает частоты среза фильтра 8 инфранизких частот, сработает компаратор 9 и своим перепадом запускает блок 10 формирования импульса останова. Так как амплитудно-частотная характеристика фильтра 8 имеет вид, . представленный на фиг,2, то блок 10 сформирует импульс, по заднему фронту которого на электронный секундомер регистрирующего блока 11 поступает кЬманда на остановку отсчета времени выбега. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным повышает точность измерения времени выбега, так как команда на выключение секундомера поступает тогда, когда сигнал на выходе фильтра исчезает, т.е. при полной остановке двигателя 4. Устройство обладает надежной защитой от помех, так как сигнал на компаратор поступает толькопосле достижения частоты среза фильтра 8 инфранизких 4acTqT, а до-частоты среза отфильтровывается вместе с по- мехами. Использование предлагаемого устройства позволяет расширить диапазон измерений в сторону измерения малых значений ЭДС и скоростей при воздействии сильных помех и наводок.

f.ri4

4JU2.2

(}иг.З /

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ВЫБЕГА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее блок управления, коммутатор, фильтр, блоки формирования импульсов запуска и останова, блок регистрации времени выбега, при этом коммутатор предназначен для подключения к испытываемому двигателю и его источнику питания, блок управления соединен с управляющим входом коммутатора, выход которого соединен с блоком формирования импульса запуска и через фильтр - с блоком формиро вания импульса останова, а блоки фор мирования импульсов подключены к бло ку регистрации времени выбега, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения времени выбега электродвигателя, в устройство введены пороговой блок и нуль-компаратор, а фильтр выполнен в виде фильтра инфранизких частот, при этом вход порогового блока соединен с выходом коммутатора, выходы порогового блока - с блоком управ .i Ленин, блоком формирования импульса запуска и фильтром инфранизких Ш частот, а нуль-компаратор включен между выходом фильтра и блоком формирования импульса останова. СП 00

v

о

/Ьз- ф(г.5

V

fyan

Фиг.4