Устройство для измерения скорости вращения Советский патент 1985 года по МПК G01P3/46 

Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля величины и напра дения скорости вращения различных приводов, а также в системах автоматического регулирования скорости движения управляемых объектов, например, для автоматического вождения рудничных аккумуляторных электровозов. Известны устройства для измерения скорости вращения, содержащие генераторы трехфазного тока, вьтрямители логические схемы управления, реверсоры Л. Однако эти устройства имеют малую точность измерения малых скоростей вращения. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее генератор трехфазного тока, нуль-органы, дифференциаторы, ключи, конденсаторы, выпрямительные элементы 2J . Недостатком устройства является ;его сложность и большая погрешность 1при измерении малых скоростей вращения, за счет использования выпрямительных элементов. Целью изобретения является упрощение и повьппение точности малых ско ростей вращения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения скорости вращения введено устройство вьщеления полярности, а выходы фаз генератора через одинаковые по величине резисторы соединены в общую точку, выход нуль-органа через диффе ренциатор подключен к входу устройства выделения полярности, при этом выходы сигнала положительной полярности и сигнала отрицательной полярности его соединены соответственно с первыми (управляющими) входами клю чей, вторые входы которых подсоединены к третьей фазе генератора, а выходы ключей подсоединены к конденсаторам, которые соединены между собой последовательно, причем средняя точка конденсаторов соединена с обще точкой соединения рез.исторов и с общей входной клеммой нуль-органа. На фиг.1 представлена электрическ

схема устройства; на фиг.2 - диаграм-55состояния в другое. На фиг.26 предмы состояний различных элементовставлена диаграмма выходного напряжеустройства: а) мгновенные фазные на-ния с нуль-органа при правом вращении

пряжения на нагрузочных резисторах,(сплошные линии) и левом вращении 1 4 б) напряжение на выходе нуль-органа, в) напряжение на выходе дифференциатора, г) выходное напряжение устройства. Устройство для измерения скорости вращения содержит генератор 1 трехфазного тока, нагруженньй на резисторы 2-4, соединенные в звезду. Вход нуль-органа 5 соединен с первой и второй фазой генератора. Выход нуль-органа 5 через дифференциатор 6 соединен с устройством 7 определения полярности, выходы которого соединены с управляющими входами ключей 8 и 9. Выходы ключей соединены с последовательно включенными конденсаторами 10 и 11, а входыс третьей фазой генератора 1. Средняя точка конденсаторов 10 и 11 соединена с общей точкой соединения резисторов 2-4 и с общей входной клеммой нуль-органа 5. Устройство работает следующим образом. При правом вращении ротора генератора чередование фазных напряжений на нагрузке представляется как Uj-U и или ABC, а при левом вращении или ABC (фиг.2а). Таким образом, на входы нуль-органа поступают постоянно два фазных напряжения, одно из которых (на резисторе 3) при правом вращении отстает от другого (на резисторе 2) по фазе на 120 а при левом вращении отстает по фазе от него на 240. Напряжение, замеряемое на резисторе 4 (напряжение третьей фазы) и отстающее по фазе от напряжения на резисторе 2 при правом враргении на 240° и при левом - на 120°, подлежит фиксации, как информация о скорости вращения трехфазного генератора. При разности мгновенных значений фазных напряжений на входе нуль-органа больше нуля, т.е. (U.-Ug) О, с его выхода снимается положительный сигнал, а при разности (и,.-и„):0 - с выхода снимается отрицательный сигнал. При разности двух фазных напряжений (ид-Ug) О (на фиг.2а точка а-а при правом вращении и точки в-в при левом вращении) происходит переброс нуль-органа из одного устойчивого 31 (пунктирные линии) ротора генератора Выходное напряжение с нуль-органа 5 поступает на вход дифференциатора 6, в котором напряжение прямоугольной формы преобразуется в импульсы положительной и отрицательной полярности (фиг,2в). Выход дифференциатора через устройство вьщеления полярности 7 сое динен с первыми управляющими входами ключей 8 и 9. Таким образом, на управ ляющий вход одного ключа 8 поступают положительные импульсы, а на управляющий вход другого ключа 9 - отрицательные импульсы; Импульсы управления поступают на ключи в тот момент, когда в третьей фазе нагрузки (фазе С) напряжение достигает своего амплитудного значения о Следовательно, в течение каждого периода ключи поочередно подключают к фазному напряжению запоминающие конденсаторы 10 и 11. Заряд (или разряд) конденсаторов происходит импульсно до амплитудного значения генерируемого напряжения, пропорционального скорости вращения. При этом на выходе устройства (на нагрузке RH) выделяется удвоенное значение амплитуды генерируемого напряжения. 64 Поскольку правое и левое вращение характеризуется различнымчередованием фазных напряжений нагрузки, то при сигналах управления одной полярности на конденсаторах lO и 11 в зависимости от направления вращения будут фиксироваться напряжения разной полярности. Так, например, при правом вращении при отрицательном импульсе управления (точки а) фиксируются амплитудные значения отрицательных полуволн напряжения, а при левом вращении (точки в) фиксируются амплитуды напряжений положительных полуволн. Следовательно, напряжение с выхода устройства при изменении вращения с правого на левое, и наоборот, меняет свою полярность, т.е. дает информацию о направлении вращения. Таким образом, предлагаемое устройство, выполняя функцию измерения величины и направленности скорости вращения, имеет по сравнению с известным устройством существенно меньщие потери полезного сигнала, в результате чего существенно повьшается точность измерения малых скоростей ращения.

Q

U

H-O

П. tlc{Ue)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ, содержащее генератор трехфазного тока нуль-орган, на вход которого подключены первая и вторая фазы генератора, дифференциатор, ключи, конденсаторы, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения точности измерения малых скоростей вращения, в него введено устройство вьщеления полярности, а выходы фаз генератора через одинаковые по величине резисторы соединены в общую точку, выход нуль-органа через дифференциатор подключен к входу устройства вьщеления полярности, при этом в ыходы сигнала положительной полярности и сигнала отрицательной полярности его соединены соответственно с -первыми (управляющими) входами ключей, вторые входы которых подсоединены к третьей фазе генератора, а выходы кл1рчей подсоединены к конденсаторам, которые соеди нены между собой последовательно, причем средняя точка конденсаторов соединена с общей точкой соединения резисторов, и с общей входной клем.мой нуль-органа. оь X) х 9д 4

г

/«

о

1/1Ъ,д

-IS-

4 с/

2(я;

.J

©

суСл/

%лИ

//Укл л;