Устройство для измерения времени выбега электрической машины Советский патент 1986 года по МПК G01R31/34 

12.60885

к сумматору 20, выход которого под- разом, устройство позволяет измерить ключен к первому входу блока регист- ;время выбега с большой точностью .рации 21, а вькод элемента 14 подклю- между двумя любыми фиксированными чей к его второму входу. Таким об- частотами. 2 ил.

i

Изобретение относится к элек1ро- измерительной технике и может быть использовано При исследовании электрических машин.

По времени выбега косвенно оцени вается момент соп5|0тивления вращению Ротора, а следовательно, состояние подшипниковых опор электрических машин.

Цель изобретения - повьшение точ ноСти определения времени выбега электрической машины за счет повышения точности определения фиксированных частот вращения ротора электрической машины.

На фиг. 1 изображена блок-схема предпагаёмого устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжения в разных точках.

Устройство для измерения времени выбега электрической мсипины содержит переключатель 1, первый выход которого соединен с обмотками злект™ рической машины 2, второй выход - с выходом блока 3 питания, третий выход через последовательно соединенные усилитель 4, ограничитель 5, дифференциатор 6, формирователь 7 импульсов, подключен к входу триггера 8. Первый выход триггера 8 под ключен к первому входу первого элемента И 9 и выходу второго ждущего мультивибратора 10, а второй выход триггера 8 соединен с первым входом второго элемента И 11 и входом первого ждущего мультивибратора 12. Вторые входы элемент.ов И 9 и 1 подсоединены к выходу генератора 13 опорной частоты. Выход первого элемента И 9 подключен к первому входу первого счетчика 14 импульсов Выход второго элемента И 11 подключен к первому входу второго счетчика 15 импульсов. Выход перво го ждущего мультивибратора 12 соединен с первым входом второго элемента

2

ИЛИ 16 и через первую линию 17 задержки с вторым входом первого счетчика 14 импульсов. Выход второго .гo мультивибратора 10 соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 16 и через вторую линию 18 задержки с вторым входом второго счетчика 15 импульсов. Выход первого счетчика 14 импульсов соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 19. Выход второго счетчика 15 импуль сов соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 19, выход которого подсоединен к сумматору 20. Выход

5 сумматора 20 подключен к первому входу блока 21 регистрации. Выход первого элемента ИЛИ 19 подсоединен к второму входу блока 21 регистрации. Выход блока 22 начального обнуления

0 подсоединен к третьим входам счетчиков 14 и 15 импульсов.

Устройство для измерения времени выбега электрическо.й машины работает следующим образом.

5 Переключатель I устанавливается в положение Разгон, при этом электрическая машина 2 подключается к блоку 3 питания, Пос.ле набора электрической машиной 2 номинальных оборотов,

30 переключатель ставится в положение Измерение, при этом электри-t ческая машина 2 отключается от блока 3 , а вход усилителя 4 подключается к статорной обмотке элект-

JJ рической машины 2, в статорной об мотке которой наводится ЭДС (фиг.2а) от остаточной намагниченности. Наведенное напряжение ЭДС усиливается уси.Ш1телем 4 (фиг. 2б) и нормирует Q ся по амплитуде (фиг. 2в) ограничителем 5. Нормированный по ампли- сигнал с крутыми фронтами поступает на дифференциатор 6, КОТОРЫЙ фор;мирует короткие разнополяр- ные импульсы в моменты перехода огра ничейной синусоидной через ноль

3126088

(фиг. 2г). Формирователь 7 импульсов формирует короткие прямоугольные импульсы положительной полярности (фиг. .2д) в момент времени, соответствующий фронту положительных 5 импульсов с дифференциатора 6. С , выхода формирователя 7 импульсов однополярные импульсы, нормированные по амплитуде и длительности подаются на вход триггера 8, с двух О

15

25

30

выходов которого снимаются противо-

V;,

фазные сигналы. С первого выхода триггера 8 сигнал, длительность которого равна i-му измеряемому пе риоду (фиг. 2е) подается на первый вход первого элемента И 9 и на вход второго ждущего мультивибратора 10. Сигнал с второго выхода триггера 8, длительность которого равна i+1 измеряемому периоду (фиг.2ж), подается на первый вход второго элемента И 11 и на вход первого ждущего мультивибратора 12. На вторые входь первого и второго элементов И 9 и 11 :. подаются импульсы (фиг. 2з) с выхода генератора 13 опорной частоты. Первый элемент И 9 обеспечивает выделение пачки импульсов (фиг. 2и), которая подается на первый вход первого счетчика 14 импульсов.Второй элемент И 11 обеспечивает вьщеление пачки импульсов (фиг. 2к), которая подается на первый вход второго счетчика 15 импульсов. Счетчик 14 и 15 импульсов обеспечивают подсчет импульсов в соответствующих пачках импульсов, количество импульсов в которых пропорционально измеряемым периодам. Импульс второго ждущего мультивибратора 10, нормированный по дпитель- 40 ности Тц«Т„; 1 , где i - номер измеряемого периода, ;„ - минимальное значение длительности измеряемых периодов (фиг. 2л), проходит через второй элемент ИЛИ 16 и произ- 45 водит регистрацию промежуточной суммы и текущее значение периода в блоке 21 регистрации, а проходя через вторую линию 18 задержки на второй вход второго счетчика 15 50 импульсов он подготавливает этот счетчик импульсов к следующему циклу работы. Сигнал с первого ждущего мультивибратора 12, нормированный ,по длительности (фиг. 2м), подается 55 на второй вход первого элемента ИЛИ 19 и через первую линию 17 задержки на второй вход первого счетчика 14

35

импульсов для его подг отовки к следующему циклу работы. С выходов счетчиков 14 и 15 импульсов цифровой код после счета соответствующей. пачки импульсов выдается на входы первого элемента И.Т1И 19.

5 О

В моменты времени Т

hi

S(i4l)

15

20

5

0

5

... и т.д. цифровой код пере- . дается с первого элемента ИЛИ 19 на сумматор 20, с выхода которого промежуточная сумма и значение периода вьщается для регистрации в блок 21 регистрации.

Блок 22 начального обнуления предназначен дпя установления счетчиков 14 и 15 импульсов в исходное состояние при подаче на измеритель питания с блока питания 3.

Время выбега электрической машины определяется как частная сумма значений периодов между двумя фиксированными значениями периодов, которые обратно пропорциональны фиксированной частоте.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерять время выбега электрической машины с большой точностью между двумя любыми фи кси- рованными частотами, причем неоднозначность определения фиксированных частот исключается.

Все блоки измерителя времени выбега предлагаемого устройства выполнены на стандартных элементах. Усилитель 4 выполнен на операционном, усилителе 140УД-8А, который обладает высоким входным сопгГотивлением, что исключает шунтирование источника сигнала и большой коэффициент усиления. Ограничитель 5 выполнен на рационном усилителе К140УД 1А, что обеспечивает крутые фронты ограниченного синусоидального сигнала. Дифференциатор 6 представляет собой дифференцирующую.цепочку. Формирователь 7 импульсов выполнен на одно- вибраторе 155-АГЗ, который производит формирование нормированных по амплитуде и длительности импульсов и согласует выход аналоговых каска-- дов с входом каскадов, собранных на цифровых ИМС 155 серии. Элементы И 9 и 11 выполнены на ИМС 155 ЛАЗ. Триггер 8 выполнен на ИМС 155 ТМ2, генератор 13 опорной частоты собран на ИМС 155 ЛАЗ, с кварцевым резонатором 1 МГц в цепи обратной связи. Ждущие мультивибраторы 10 и 12 соб5

раны на одновибраторах НМС I5.S Л1 3 которые обеспечивает формирование коротких по длительности импульсов. Счетчики 14 и 15 импульсов собраны на ИМС 155 Ж9. Элементы ИЛИ 16 и 19 выполнены на ИМС ЛР1 и 155 ЛЕ1. Сумматор собран на ИМС 155 ИМЗ.

Предлагаемое устройство (по сравнению с устройством прототипом), облдает высокой точностью определения времени выбега электрической машины

Формула изобретени

Устройство для измерения времени выбега электрической машины, содержащее переключатель, предназначенный для подключения обмотки элёктpичec кой машины, работающей на выбеге., к последовательно соединенным усилителю, ограничителю, дифференциатору и формирователю .импульсов, генератор опорной частоты, первый и второй счетчики импульсов, элемент И, триггер, первый выход которого подключен :к первому входу элемента регистрации, отличающееся

-элементом И и сумматором, причем выход формнроватрля импульсов подсоединен к входу триггера, первый выход которого подключен к входу второго ждущего мультивибратора, а второй выход подключен к первому входу второго элемента И и входу .первого ждущего мультивибратора, вторые входы первого и второго элементов И подключены к выходу генератора опорной частоты, выход первого ждущего мультивибратора подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и через первую линию задержки - к второму

входу первого счетчика импульсов, н а первый вход которого подсоединен выход первого элемента И, выход второго ждущего мультивибратора подключен к второму входу второго эле-

мента ИЛ1-1 и через вторую линию задержки - к второму входу второго f счетчика импульсов, на вход которого подсоединен выход второго элемента И, выход первого счетчика импульсов подключен на первый вход первого элемента ИЛИ, на второй вход которого подсоединен выход второго счетчика импульсов, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу сумматора.

тем, что, с целью повышения точности,зд выход которого подключен к первому

оно снабжено двумя элементами ИЛИ, двумя ждущими мультивибраторами, двумя элементами задержки, вторым

R

входу .блока регистрации, на второй вход icoToporo подключен выход второ го элемента РШИ.

Редактор А, Ревин

л/«.г

Составитель В. Никаноров

Техред И.ПоповичКорректор О, Луговая

входу .блока регистрации, на второй вход icoToporo подключен выход второго элемента РШИ.

Заказ 5226/46Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П.3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственио-нолиграфическор предтгриятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовачо при исследовании электрических машин, когда по времени выбега косвенно оценивают момент сопротивления ротора, а следовательно, состояние подшипниковых опор. Цель изобретения - повышение точности с определения времени выбега за счет повьш1ения точности определения фиксированных частот вращения ротора. Уст- ронгство для измерения времени выбега содержит переключатель I, первый вход которого соединен с обмоткой электрической машины 2, второй вход которого соединен с выходом блока 3 питания, третий через последователь-; но соединенные усилитель 4, ограни- читель 5, дифференциатор 6, формиро-. ватель 7 импульсов подключен к входу триггера 8. Первый вход триггера 8 подключен к первому входу первого элемента И 9 и к выходу второго ждущего мультивибратора 10, а второй вход триггера 8 соединен с первым входом второго элемента И 1I и входом первого ждущего мультивибратора 12. Вторые входы элементов И 9 и 12подключены к выходу генератора 13опорной частоты. Выход первого элемента И 9 подключен к первому входу первого счетчика 14 импульсов. Вход второго элемента И 11 подключен к первому входу второго счетчика 15 импульсов. Выход мультивибратора 12 соединен с первым входом элемента ИЛИ 16 и 1ерез первую линию задержки 17 - с вторым входом.счетчика 14. Выход мультивибратора 10 соединен с вторым входом элемента 16 и через вторую лИнию задержки 18- с вторым входом счетчика 15. Вход счетчика 14 соединен с первым вхо-. дом элемента ИЛИ 19. Выход счетчика 15 соединен с вторым входом элемента 19, выход которого подсоединен af to