Устройство измерения флуктуаций скорости вращения электродвигателя Советский патент 1985 года по МПК G01P3/46 G01P3/44 

Изобретение относится к контролю состояния электрических машин и может быть использовано для получения информации о флуктуации скорости вращения асинхронного дпигателя с короткозамкнутым ротором, в частности гидромотора. Известно устройство для измерения скорости вращения электродвигателя, содержащее источник питания, связанный с обмотками двигателя через прерыватель, последовательно подключенный усилитель, ключ и измерительный прибор, а также схему управления, подключенную к прерывателю и ключу, работающее по принципу отключения питания электродвигателя с последующим измерением одного или среднего из П периодов индуктированной в обмотке ЭДС 1 . Недостатком этого устройства является отключение питания в процессе контроля, что недопустимо для стабильности оборотов контролируемого двигателя. Наиболее.близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство для измерения скорости враще ния мащин постоянного тока путем выделения наибольшей гармоники спектра пульсаций ЭДС на катушке обмотки BOS буждения, содержащее полосовой фильт с регулируемой частотой, резонанса, изменяемой с помощью обмотокуправления, помещенных на сердечниках катушек индуктивности фильтра, блок формирования управляющего напряжения пропорционального скорости вращения машин, и частотомер 2. Однако с помощью известного устройства невозможно Измерять обороты трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Цель изобретения - повьщ1ение точности измерения флуктуации скорости вращения закрытых асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором путем выделения гармоники из спектра нелинейных искажений. Поставленная цель достигается тем, что в устройство измерения флу туации скорости вращения, содержаще полосовой резонансньй фильтр с регу лируемой частотой резонанса, блок формирования управляющего напряжения регистратор, дополнительно введены сетевой фильтр, блок измерения фазового сдвига и частотный детектор. выход которого соединен с регистратором, а вход через полосовой резонансный фильтр соединен с одной из фаз питания и первым входом блока измерения фазового сдвига, второй вход которого и другая фаза питания через блок формирования управляющего напряжения соединен с вторым входом полосового резонансного фильтра, причем контролируемый двигатель подключен к источнику питания через сетевой фильтр. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. На чертеже приняты следующие обозначения: полосовой резонансный фильтр 1 с регулируемой частотой резонанса; блок 2 формирования управляющих напряжений; частотный детектор 3; регистратор 4; блок 5 измерения фазового сдвига; сетевой фильтр 6. Устройство содержит полосовой резонансный фильтр 1 с регулируемой частотой резонанса, выполненный по схеме двойного Т-образного моста. Параллельно резисторам моста включены регулирующие элементы, управляемые напряжением. Один вход полосового резонансного фильтра 1 подключен к датчику, тока, второй вход подключен к выходу блока 2 формирования управляющих напряжений. Блок 2 состоит из делителей и операционных усилителей. Управляющие напряжения перестройки Т-образного моста формируются в блоке 2. Выход фильтра 1 подключен к частотному детектору 3, настраиваемому на частоту выделенной гармоники при номинальных оборотах двигателя. Выход частотного детектора 3 подключен к регистратору, например самописцу 4. Выход блока 5 измерения фазового сдвига подключен к входу блока 2 формирования управляющих напряжений . Сетевой фильтр 6 включен между источником питания и контролируемым электродвигателем. Устройство работает следующим образом. В работающем асинхронном двигателе вращающееся в воздушном зазоре с синхронной Частотой магнитное поле статора перемещается относительно ротора, а следовательно, и относительно его обмотки с частотой скольОно наводит в п - п обмотке ротора ЭДС (Е), частота которой f S. В свою очередь.

3

токи ротора создают свое магнитное поле в воздушном зазоре, которое наводит ЭДС в обмотках статора, втг ричная реакция якоря, частота которой равна частоте скольжения и по которой можно определить скорост вращения ротора. Но, так как скорость вращения ротора электрическог двигателя может меняться в широких пределах, необходимо производить перестройку полосового резонансного фильтра, выделяющего выбранную гармонику в зависимости от оборотов. Такую зависимость имеет фазовый сдвиг между током, протекающим через контролируемый электрический двигатель, и приложенным напряжением. Фазовый сдвиг измеряется блоком 5, а в блоке 2 формируются управляющие напряжения для регулируемых элементов двойного Т-образного моста полосового резонансного фильтра 1. Так как фазовьй сдвиг между током и напряжением у разных двигателей различен и, кроме того, зависит от величины нагрузки, то настройка полосового резонансного фильтра, а также выбор гармоники производятся индивидуально для конкретного типа двигателей. Частота выбран505404

ной гармоники с резонансного фильтра поступает на частотный детектор 3, где получается постоянное напряжение различной полярности, меняющиеся 5 по амплитуде в зависимости от изменения частоты, т.е. изменение оборотов ротора. Сетевой фильтр 6, включенньй между контролируемым электродвигателем и питающей сетью, ДИМ для устойчивого выделения полосовым резонансным фильтром 1 выбранной гармоники спектра, генерируемого контролируемым электродвигателем, и не допускает прохождения индустриальных помех.

Благодаря предлагаемому устройству фиксируется непереодическое, медленное изменение скорости - качение вращения ротора электродвигателя, что позволяет определить степень воздействия внешней среды (температуры, газовой среды, магнитного и электрического поля и т.д.), а также контролировать износ подшипников в процессе эксплуатации и измерять обороты закрытых электрических двигателей, находящихся в изделии или труднодоступном месте при различных испытаниях.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФЛУКТУАЦИИ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ, содержащее полосовой резонансный фильтр с регулируемой частотой резонанса, блок формирования управляющего напряжения и регистратор.-, отличающееся тем, что, с целью повышения точное- : ти измерения, в него введены сетевой фильтр, блок измерения фазового сдвига и частотный детектор, выход которого соединен с регистратором, а вход через полосовой резонансный фильтр соединен с одной из фаз питания и первым входом блока измерения фазового сдвига, второй вход которого и другая фаза питания через блок формирования управляющего напряжения соединен с вторьм входом полосового резонансного фильтра, причем контролируемый двигатель подключен к источнику питания через , СО сетевой фильтр. 91 4 D