Способ измерения скорости вращения электродвигателя Советский патент 1987 года по МПК G01P3/46 

112

Изобретение относится к области измерения и регулирования параметров движения и может быть использовано для измерения скорости вращения электродвигателей, питающихся через уст- ройства, создающие бестоковые паузы.

Цель изобретения - снижение погрешности измерения скорости вращения электродвигателя.

На чертеже изображена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ измерения скорости вращения электродвигателя, на примере измерения скорости вращения трехфазного асинхронного двигателя с ко- роткозамкнутым ротором, питающимся через тиристорный регулятор напряжения.

Способ реализуется следующей последовательностью операций,

I

Измеряют длительность бестоковой

паузы в обмотке двигателя.

Вычисляют фазовый угол вторичной цепи двигателя.

Вычисляют разность между углом бестоковой паузы и фазовым углом вторичной цепи.

Вычисляют синус полученного угла.

Вычисляют синус угла бестоковой паузы.

Вычисляют сумму синусов полученных ранее углов.

Измеряют ток в обмотке, подклю- ченнгй к источнику питания.

Умножают ток указанной обмотки на сумму синусов.

Измеряют наведенную ЭДС в одноименной обмотке, подключенной к источнику питания, в конце периода

бестоковой паузы. I

Делят измеренную ЭДС на полученное ранее произведение тока обмотки на сумму углов бестоковой паузы и разности угла бестоковой паузы и фазового угла вторичной цепи, в результате чего определяют скорость вращения электродвигателя.

Значение скорости S вращения по- лучают из величины скольжения асинхронного двигателя, питающегося от ти- ристорного регулятора напряжения и его ЭДС, наведенном на статорных обмотках в период бестоковой паузы.

S

lUsin V-2H )

5

1

5

0

5

0

г

п

0

5

7 ,.

где Ы - частота питающей сети;

L - коэффициент вза Имной индуктивности между первичной и вторичной обмотками электродвигателя;

R - активное сопротивление вторичной обмотки;

I - максимальное значение тока

m

первичной обмотки электродвигателя;

У - угол бестоковой паузы; Ч - фазовый угол вторичной обмотки;

е - мгновенное значение наведенной электродвижущей силы.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит тиристорный регулятор 1, силовая часть которого состоит из трех групп тиристоров, включенных встречно-параллельно, которые предназначены для коммутации тока в статорных обмотках асинхронного двигателя, устройство 2 измерения угла бестоковой паузы, служащее для измерения угла бестоковой паузы, первый синусньш преобразователь 3, .сумматор 4, блок 5 вычисления фазового угла, второй синусный преобразователь 6, предназначенные для преобразования величины, подаваемой на его входы, в синус указанных величин, второй сумматор 7, блок 8 умножения, устройство 9 измерения тока, предназначенное для измерения тока в обмотке электродвигателя, подключенной к источнику питания, блок 10 деления, служащий для получения на выходе величины, пропорциональной скольжению электродвигателя, устройство 11 измерения ЭДС, наведенной в обмотке, подключенной к источнику питания, предназначенное для измерения ЭДС в конце периода бестоковой паузы. Способ осуществляют следующим образом.

В момент наступления бестоковой паузы группы тиристоров одной из фаз, питающих электродвигатель, устройство 2 измеряет угол бестоковой паузы, который измеряется от момента закрытия тиристоров в фазе до момента их очередного открытия. С выхода устройства 2 сигнал одновременно подается на вход первого синусного преобразователя 3 и на.один из входов сумматора 4, на второй вход которого подается сигнал, пропорциональный фазовому углу вторичной цепи двигателя.

312901

вычисленный в блоке вычисления фазового угла 5, согласно выражению

ф arctg (V- S),

где V - фазовый угол вторичной цепи электродвигателя; частота питающей сети;

и) L

S

R

собственная индуктивность фазы вторичной цепи электродвигателя ; скольжение;

активное сопротивление вторичной обмотки.

Сумматор 4 производит вычисление из угла бестоковой паузы удвоенного фазового угла вторичной обмотки двигателя . С выхода сумматора 4 эта раз ность подается на вход второго синусного преобразователя 6, на выходе которого получаем сигнал, пропорциональный синусу разности этих углов, который подается на один ий входов второго сумматора 7. На второй вход сумматора 7 подается синус бестоковой паузы с выхода первого синусного преобразователя. В сумматоре 7 складываются синусы указанных углов и сигнал, пропорциональный их сумме, подается на один из входов блока 8 умножения, на второй вход которого подается значение тока-первичной обмотки двигателя, измеренное устройством 9 измерения тока, вход которого подключен к одноименной фазе обмотки электродвигателя.

В блоке 8 происходит умножение измеренной величины тока на коэффициент, равный К ( )V2R , а зате умножение полученной величины на сумму синусов. Полученный в блоке 8 сигнал подается на первый вход блока 10 деления - это делитель, на второй вход подается величина, пропорциональ ная ЭДС, наведенной на пр.рвичной обмотке н измеренной в конце периода бестоков-ой паузы устройством 11 измерения ЭДС, - это делимое.

На выходе блока 10 получают сиг- нал, пропорциональный скорости вращения электродвигателя, который подаВНИИПИ Заказ 7894/40 Тираж 777 Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

744

ется на вход блока 5 вычисления фазового угла вторичной цепи электродвигателя и который вычисляется каж, дый полупериод питающего электродвигатель напряжения.

В следующий полупериод питающего напряжения вышеописанный цикл повторяется и так каждый полупериод.

Таким образом, на выходе блока 10 устанавливается сигнал, пропорциональный скорости вращения электродвигателя в каждый полупериод питающего напряжения .

15

Формула изобретения

Способ измерения скорости вращения электродвигателя путем измерения ЭДС, наведенной в обмотке, подключенной к преобразователю напряжения питания, создающего чередующиеся бестоковые паузы с известной длительностью, отличающийс я тем, что, с целью снижения погрешности измерения , наведенную ЭДС измеряют в конце периода бестоковой паузы, вычисляют фазовый угол вторичной цепи двигателя и по измеренным и вычисленным величинам определяют скорость S вращения электродвигателя по формуле

с,S

с г ,

lltsin(j -24 )+siny

де сО L

R У

фГ

е 2Г

частота питающей сети; коэффициент взаимной индуктивности меящу первичной и вторичной обмотками электродвигателя; активное сопротивление вторичной обмотки; максимальное значение тока первичной обмотки электродвигателя;

угол бестоковой паузы; фазовый угол вторичной обмотки;

мгновенное значение наведенной электродвижущей силы.

Изобретение относится к измерению и регулированию параметров движения. Цель изобретения - снижение , погрешности измерения скорости вращения электродвигателя. Способ позволяет производить измерение частоты вращения вала электродвигателя, питающегося от тиристор- ного регулятора 1 напряжения, создающего чередующиеся бестоковые паузы. Устройство 2 измеряет угол бестоковой паузы от момента закрытия тиристоров в фазе до момента их очередного открытия,.С выхода устройства 2 сигнал одновременно подается на вход синусного преобразователя 3 и на вход сумматора 4, на второй вход последнего подается сигнал, пропорциональный фазовому углу вторичной цери двигателя , вычисленный в блоке 5 вычисления фазового угла, и по измеренным и вычисленным величинам определяют скорость вращения электродвигателя за счет получения сигнала на выходе блока 10 деления, который подается на вход блока 5 вычисления фазового угла вторичной цепи и который вычисляется каждый полупериод питающего напряжения. 1 ил. а S (О 1ч9 СО 4