В известных устройствах для измерения электромагнитного момента асинхронных электрических машин с помощью датчиков Холла, один из которых включен в цепь вспомогательной катушки, заложенной в пазе ротора, а другой закреплен непосредственно на полюсах статора машины, необходимо было производить операцию получения электрического сигнала, пропорционального скольжению, и операцию деления одной электрической величины на другую.
Описываемое устройство позволяет производить измерения электромагнитного момента асинхронных машин без выполнения указанных двух операций, что упрощает работу устройства. Достигается это включением магнитной системы, служащей для создания магнитного поля первого датчика, в цепь одной из фаз ротора, а токовой цепи второго датчика, помещенного в магнитном зазоре мащины, к стабилизированному источнику постоянного тока, третий же датчик использован для получения произведения выходных напряжений обоих датчиков, пропорционального значению измеряемого электромагнитного момента.
На чертеже изображена схема списываемого устройства.
Как видно из схемы, на токопроводе одной из фаз на замыкающем кольце размепдается магнитный концентратор 1, которым может служить тороидальный сердечник с прорезью, в которую вставляется пластинка полупроводника - датчик э.д.с. Холла Д. Протекающий по магнитопроводу ток создает в воздушном зазоре тора магнитный поток, прямо пропорциональный току данной фазы. Этот магнитный поток пронизывает плоскость пластинки полупроводника. Так как достаточно уложить на сердечнике один-два витка проводом или (шиной) соответствующего сечения, то симметрия фаз нарушена не будет. В крупных машинах, т. е. при больших токах ротора, достаточно, чтобы магнитный концентратор
№ 120871
просто охватывал сечение токопровода. С измерительного витка а - б снимается э.д-с., пропорциональная э.д.с. выбранной фазы. Это напряжение (Е s) поступает на стабилизирующий элемент 2, которым может служить, например, электронный усилитель-ограничитель или усилитель с ограничителем на диодах.
Таким образом, на токовые электроды датчика Д поступает постоянное по амплитуде напряжение, пропорциональное э.д-с. ротора Е s Как известно, напряжение Холла равно е. К1:Ф, где К. - коэффициент, зависящий только от формы и материала датчика э.д.с. Холла, /- ток через датчик, Ф - магнитный поток, пронизывающий датчик.
При h AmSin, (Ug tj )n ((Bj t + cp), как следует из вышесказанного, напряжение Холла будет пропорционально произведению
б,г1 /2т-sin 2t-E,,.-sm (u,t + )
-Y m cos cp . - -2-/2„ cos (2co2 t 4- cp) E,,
Так как э.д.с. Sgs создает ток через датчик, а /2 магнитное поле в зазоре тора. Следовательно, датчик Д1 выделяет активную составляющую тока ротора; при этом второе слагаемое является переменной составляющей, изменяющейся с удвоенной частотой тока ротора и на работу устройства влияния не оказывает.
Так как -2 const, то первое слагаемое - постоянная составляющая- зависит только от произведения Ism cos ср.
В воздушный зазор машины помещается второй датчик э.д.с. Холла До, питаемый от эталонного источника тока (батарея Б). Причем датчик Дз наклеивается на статор. С электродов датчика Д2, таким образом, будет сниматься напряжение прямо пропорциональное магнитному потоку Ф.
Датчики э.д.с. Холла могут быть выполнены из селенида и теллурида ртути (HgSe и Hgte) толщиной менее 0,1 мм с подложкой. Эти пленки нормально работают при любых механических вибрациях и допускают значительные изгибы.
Будучи выпрямлено выпрямителем В это напряжение поступает на обмотку дросселя Др, в воздущном зазоре которого размещается третий датчик э.д.с. Холла Дз- К токовым электродам датчика Дз подводится напряжение, пропорциональное /, cosw с датчика Д. Как было отмечено выще, напряжение Холла пропорционально произведению тока через датчик на магнитный поток, пронизывающий датчик, и, следовательно, на выходе датчика Дз получим
е 3 /2-cos cp Ф Ж,„
Таким образом, датчик Дг выполняет функцию магнетометра, а датчик Дз- множительного устройства.
Предмет изобретения
Устройство для измерения электромагнитного момента асинхронных электрических мащин с фазовым ротором при помощи датчиков Холла, один из которых включен в цепь вспомогательной катушки, заложенной в паз ротора, а другой непосредственно закреплен на полюсах статора машины, отл ичаю щееся тем, что, с целью упрощения устройства, электромагнитная система, служащая для создания магнитного поля первого;датчика, включена в цепь одной из фаз ротора, токовая цепь второго датчика подключена к стабилизированному источнику постоянного тока, а для получения произведения выходных напряжений обоих датчиков применен третий датчик Холла.
