Датчик ЭДС двигателя постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для использования в системах управления двигателями постоянного тока.

Цель изобретения - повышение точ- ности измерения в динамическом режиме двигателя, особенно в условиях различия постоянных времени обмотки якоря и последовательных обмоток двигателя.

На фигИ приведена структурная cxeма устройства; на фиг.2 - схема устройства совместно со схемой замещения двигателя постоянного тока.

Датчик ЭДС двигателя постоянного тока (фиг.1) подключен к двигателю постоянного тока, имеющему якорную обмотку 1 и последовательные обмотки 2, и содержит первый резистор 3, подключенный к первой входной клемме 4 датчика, подключаемой к выводу якор- ной обмотки 1. Вторая входная клемма 5 и третья входная клемма 6 соединяются с выводами последовательных обмоток 2 двигателя. Между указанньми клеммами включена цепь из второго резистора 7 и второго конденсатора 8. Третий резистор 9 включен последовательно с первым 3 и вторым резистором 7 и шунтирован первым конденсатором 10. Шунт 11 своими токовыми зажимами подключен соответственно к общим вы-, водам первого 3 и третьего 9 резисторов и второй входной клемме 5 датчика. Преобразователь 12 тока подключен к измерительным зажимам шунта 11, а его выходы являются выходами датчика,

Датчик ЭДС работает следующим образом.

При работе двигателя под действием якорного напряжения U по обмоткам 1 и 2 протекает ток In. Кроме того, обмотка якоря 1 вращается в магнитном поле полюсов и в .ее витках наводится ЭДС, подлежащая изменению. Поэтому к зажимам обмотки якоря 1 приложено напряжение, равное ЭДС двигателя и падению напряжения на ее активных и реактивных сопротивлениях. Пропорционально этому напряжению по первому резистору 3 и шунту 11 протекает ток. имеющий две составлякицие: составляющую, пропорциональную ЭДС двигателя, и составляющую, определяемую падением напряжения на обмотке якоря 1,

С помощью резисторов 7 и 9 конден- саторов 8 и 10 падение; напряжения на последовательных обмотках 2 силовой цепи двигателя преобразуется в ток.

который компенсирует составляющую тока в шунте 11, пропорциональную падению напряжения на обмотке якоря 1. Результирующий ток шунта 11 пропорционален ЭДС двигателя и преобразуется в напряжение, пропорциональное ЭДС двигателя, с помощь о преобразователя 12 тока.

На фиг,2 приведена расчетная схема датчика ЭДС и схема замещения двигателя в динамическом режиме. На схеме обозначены операторные сопротивления соответственно первого, второго, третьего и четвертого плеч измерительного моста.

Для фиг.2 имеем:

E+I(L3p+R,)I-,Ri;

I(L.

,+R(

Л;;-- +

SP

,)и(-ьК -1зр--;

)T 1

та о - Л

к,с

,7P + 1

4 С

SP

Ток .через измерительный шуНт I(u

I ,-Iv

Разрешая систему уравнений, полуим

Е ,(Т, РИ) I, R ( рМ)()

R,

Если

1 (

RZ Rj. р г -т . 5lSi( r 4.Г i-T

R4+RrR.H. R,+R/ - -V

(1)

то

1. :. (2)

где R,, Т

R

о

активное сопротивление обмотки якоря и ее постоянная времени; активное сопротивление и постоянная времени последовательных обмоток силовой цепи двигателя (фиг,2),

Из (2) при условии (1) следует, . что измеритель имеет ошибку измерения, определяемую неидеальностью используемых в схеме элементов. Наибольшее влияние оказывает неучтенное падение напряжения на щеточном контакте двигателя,

В предлагаемом устройстве измерение выходного сигнала с помощью шунта и стандартного преобразователя тока (усилителя и потенциального разделителя) не приводит к разбалансу моста. Выбор элементов устройства в соответствии с (1) позволяет снизить погрейность измерения ЭДС двигателя в динамическом режиме (например при пуске двигателя) до величины порядка 2%, определяемой в основном падением напряжения в щеточном контакте.

Формула изобретения

Датчик ЭДС двигателя постоянного тока, содержащий три входных клеммы, первый резистор, подключенный к пер- вой входной клемме одним из своих выводов, цепь из последовательно соединенных второго и третьего резисторов причем второй резистор соединен с третьей входной клеммой, преобразоваталь тока, отличающийся

Г4

Редактор С.Лисина

Составитель О.Глухарев

Техред А.Кравчук Корректор А.Зимокосов

Заказ 1627/44Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

тем, что, с целью повышения точности измерений в динамическом режиме, дополнительно введены два конденсатора и шунт, причем третий резистор соединен последовательно с первым резистором, а их общие выводы подключены к одному из токовых зажимов шунта и через первый конденсатор - к общим выводам второго и третьего резистора, которые, в свою очередь, через второй конденсатор подключены к другому токовому зажиму щунта и второй входной ,клемме, измерительные зажимы щунта подключены к входам преобразователя тока, два выхода которого соединены :с выходами датчика.

(PU2.2

Изобретение касается электрических измерений и может быть использовано в системах управления двигателями постоянного тока. Целью изобретения является повьппение точности измерений в динамическом диапазоне двигателя, особенно в условиях различия постоянных времени обмотки якоря и последовательных обмоток двигателя. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены конденсаторы 8 и 10 и шунт 11. Кроме того, устройство содержит двигатель постоянного тока, имеющий якорную обмотку 1, обмотку 2 из двух последовательно соединенных катушек, резисторы. 3,7 и 9, входные клеммы 4, 5 и 6, преобразователь 12 тока. Введение указанных элементов позволяет снизить погрешность в измерении ЭДС двигателя в динамическом режиме, например при пуске двигателя, до величины порядка 2%, определяемой в основном падением напряжения в щеточном контакте. 2 ил. (Л 00 о 00 С71 05 Ф(/г./