Способ определения электромеханической постоянной времени двигателя Советский патент 1987 года по МПК G01R31/34 

бильной частоты, вырабатываемых генераторами 5 импульсов Одновременно записываются в блок 9 импульсы фото- ,датчика I, При достижении равенства числа импульсов стабильной частоты, содержащихся в двух последовательных периодах следования импульсов фотодатчика 1, прекращается запись импульсов в блок 9. Далее определяют частоту вращения вала и период эталонного сигнала Т. Воспроизводят запись информации о числе Nj им1

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к автоматизированным системам научных исследований (АСНИ), специализированных для проведения испытаний автоматизированных электроприводов малой мощности и их элементов, предназначенных для работы в системах автоматического управления промьппленными роботами, манипуляторами, автоматами, станками с ЧПУ, и может быть использовано для определения электромеханических постоянных времени электродвигателей.

Цель изобретения - повьппение точности определения электромеханической постоянной времени при одновре- менном уменьшении времени проведения испытаний.

На фиг,1 изображено устройство для реализации способа; на фиг.2 - график работы устройства.

Устройство содержит фотодатчик 1 и состыкованный с ним исследуемьй двигатель 2, источник 3 питания, блок 4 запуска и коммутации, вход которого соединен с выходом источника 3 питания, а первый вьгход соединен с исследуемым двигателем 2, генератор 5 импульсов стабильной частоты электронный ключ 6, первый вход которого соединен с выходом генератора 5 импульсов, а второй вход соединен со вторым выходом блока 4 запуска и коммутации, блок 7 преобразования и формирования импульсов, вход которого соединен с фотодатчиком 1, блок 8 сравнения, первый выход которого соединен со вторым входом электроннопульсов стабильной частоты, содержащихся Et каждом периоде ЭДС датчика частоты вращения, сравнивают измеренное число импульсов с NJ, подсчитывают общее количество импульсов с начала воспроизведения информации, По общему количеству импульсов стабильной частоты определяют злектро- механическую постоянную времени. Изобретение позволяет автоматизировать процесс определения постоянной времени. 2 ил.

5

го ключа 6, первый вход соединен с первым выходом электронного ключа 6, а второй вход соединен с выходом бло ка 7 преобразования и формирования

импульсов, блок 9 запоминающего устройства (ЗУ), первый вход которого соединен со вторым выходом электронного ключа 6, второй вход соединен со вторым выходом блока 8 сравнения, а выход соединен с третьим входом блока 8 сравнения , блок 10 арифметического устройства, первый вход кото рого соединен с третьим выходом бло-- ка 8 сравнения, второй вход служит для ввода информации о величине момента инерции фотодатчика I ф, j и величине момента короткого замыкания MK.J исследуемого двигателя 2, пер- вый вывод соединен с четвертым входом блока 8 сравнения, второй выход служит для вьшода информации о величине установившейся частоты вращения CJ вала исследуемого двигателя (чисс ла оборотов п) и третий выход служит для вывода информации о величине электромеханической постоянной времени исследуемого двигателя. Измерение электромеханической пос тоянной времени исследуемого двигателя при автоматическом режиме работы стендовой аппаратуры производится следующим образом.

Перед началом работы стыкуют исследуемьй двигатель 2 с фотодатчиком 1, после чего по команде блока 4 запуска и коммутации происходит подача напряжения с источ.ника 3 питания на исс-педуемьй двигатель 2, в результате чего двигателя 2 начинает

0

вращаться и импульсы с Фотодатчика 1 поступают в блок 7 преобразования и формирования импульсов, где происходит их преобразование в прямоуголные импульсы.

Одновременно с включением двигатля 2 блок 4 запуска и коммутации открывает электронный ключ 6, который дает разрешение начать запись в блок 9 ЗУ импульсов стабильной час- тоты, вырабатываемых генератором 5 импульсов. Одновременно с этим производится запись в блок 9 ЗУ импульсов фотодатчика 1.

В блоке 8 сравнения в момент вво да в блок 9 ЗУ указанной информации происходит постоянное сравнение числа импульсов стабильной частоты N| и , вмещающихся в двух последовательных периодах импульсов фото датчика 1. При достижении равенства этих величин сигнал с блока 8 сравнения закрывает электронный ключ 6, в результате чего прекращается запись в блок 9 ЗУ импульсов фотодат- чика и импульсов стабильной частоты а ари(} 1етическое устройство 10 производит расчет частоты вращения ы вала исследуемого двигателя 2 (или числа оборотов п) и периода эталон-

ного сигнала Т, по формуле

Тэ

Iv 0,632

где Тэ - период эталонного сигнала; - период импульсов фотодатчика при установившейся частоте вращения,

после чего производится расчет числа импульсов Nj 1,582 N, стабильной частоты, которые должны содержаться в периоде эталонного сигнала Tj , где N - число импульсов, содержащихся в Тч( .

После расчета величины N числа импульсов стабильной частоты, содержащихся в эталонном сигнале, блок 9 ЗУ воспроизводит записанную информацию, а в блоке 8 сравнения производится сравнение числа импульсов стабильной частоты, содержащихся в периоде импульсов фотодатчика, с величиной N.; При достижении равенства этих величин блок 8 сравнения производит прекращение воспроизведения информации, содержащейся в блоке 9 ЗУ, а суммарное число импульсов стабильной частоты т, воспроизведенное с

блока 9 ЗУ, прямо пропорционально электромеханической постоянной времени Z Tj двигателя 2 и состыкованного с ним фотодатчика 1,

Электромеханическая постоянная времени системы двигатель -фотодатчик определяется уравнением

IT.. (I.

Эм

Чг)-й-- (

кэ

де XT

т

1л Ф.п

электромеханическая постоянная времени системы двигатель - фотодатчик} момент инерции двигателя; момент инерции фотодатчика;

установившаяся угловая скорость;

момент короткого эамыка- ния двигателя. Из уравнения (1) сЛедует

U) М

К.5

I,

+ I

KJ

Ф.т

ио

М

(2)

КЗ

т

Учитывая, что

- т Л м

К5

т

уравнение (2) можно записать в виде

м

Т

эмд

+ I

U)

Ф.О

М

(3)

к.г

Отсюда следует, что для нахождения искомой электромеханической пос- тоянной времени Т исследуемого двигателя блоку 10 арифметического устройства необходимо провести следующую операцию вычитания

0

ЭА«А

Т,„ - I

Элл

ф.В

U)

м

(4)

к.з в качестве

5

0

5

В случае использования фотодатчика безинерционного устройства блок 10 арифметического устройства эту операцию не производит.

.Способ определения электромеханической постоянной времени содержит следующие операции,

1. После запуска двигателя производят запись в ЗУ импульсов фотодатчика и импульсов стабильной частоты, которые служат эталоном времени при- чем производят постоянное сравнение числа импульсов стабильной частоты, содержащихся в двух последовательных периодах следования импульсов фотодатчика.

51

2.При достижении равенства числа импульсов стабильной частоты, содержащихся в двух последовательных периодах следования импульсов фото- датчика, прекращается запись импульсов в ЗУ.

3.Определяют частоту вращения вала исследуемого двигателя (эта информация не служит для определения Т) и определяют период эталонного сигнала 1,582 Т) и число импульсов стабильной частоты Nj (N 1,582 NI), соответствующих периоду эталониого сигнала.

4.Воспроизводят запись информации, содержащейся в ЗУ, при этом производят сравнение числа импульсов стабильной частоты (время), содержащихся в периоде импульсов фотодатчика, с числом импульсов стабильной частоты, содержап хся в периоде эталонного сигнала. Одновременно осуществляется счет времени путем подсчета импульсов стабильной частоты.

5.При достижении равенства числа импульсов стабильной частоты Nj, содержащихся в периоде эталонного сигнала Т, и числа импульсов стабильной частоты N, содержащихся в импульсах фотодатчика, прекращается воспроизведение информации, содержащейся в ЗУ, а число импульсов стабильной частоты т, соответствукяцих времени воспроизведения, эквивалентно электромеханической постоянной времени исследуемого двигателя.

На фиг. 2 изображена диаграмма определения электромеханической постоянной времени двигателя. На верхней части диаграммы, заключенной фигурной скобкой Запись, изображена временная диаграмма импульсов фотодатчика, обозначенных индексами Т ,7

и Т

П

(предыдущий и последующий),

а также временная диаграмма генератора стабильной частоты (эталона времени), причем числа импульсов стабильной частоты, соответствующие периодам импульсов фотодатчика Т и Т, соответственно обозначены N,

и

На нижней части диаграммы, заключенной фигурной скобкой Воспроизведение, изображена временная диаграмма импульсов фотодатчика и импульсов стабильной частоты, полученных при воспроизведении с ЗУ, причем пе

86

риод эталонного сигнала обозначен Тд 1,582 Тр, число импульсов стабильной частоты, содержащееся в этом сигнале, обозначено N

1,582 ND, а общее число импульсов стабильной частоты, эквивалентное Электромеханической постоянной времени Т , обозначено m Т, .

По сравнению с известным предлагаемый способ измерения электромеханической постоянной времени двигателей имеет следующие преимущества: позволяет увеличить точно,сть определения электромеханической постоянной

времени исследуемого двигателя в 5 - 7 раз (относительная погрешность 0,7%), определить установившуюся частоту вращения вала исследуемого двигателя с относительной погрешностью 0,4%, автоматизировать процесс определения электромеханической постоянной времени и частоты вращения вала исследуемого двигателя.

25

Формула изобрет ения

0

0

5

0

5

Способ определения электромеханической постоянной времени двигателя, заключающийся в подключении к источнику питания, в разгоне ротора, в сопоставлении периода ЭДС датчика частоты вращения с периодом импульсов стабильной частоты, в определении установившейся частоты вращения, 5 времени и в расчете электромеханической постоянной времени по измеренным величинам, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности при одновременном уменьшении времени проведения испытаний, в процессе разгона двигателя запоминают количество импульсов стабильной частоты, содержащихся в каждом периоде ЭДС датчика частоты вращения, сопоставляют количество импульсов в двух последовательных периодах ЭДС и при достижении равенства этих величин определяют установившуюся частоту вращения по количеству импульсов N, стабильной частоты вращения, содержащихся в периоде ЭДС, определяют период эталонного сигнала, для чего рассчитьшают число импульсов Ng 1,582 Np, которые должны содержаться в периоде ЭДС датчика вращения, соответствующем электромеханической постоянной времени, затем последовательно ВОСПРОИЗВОДЯТ информацию о числе импульсов стабильной частоты, содержащемся в каждом периоде ЭДС датчика частоты вращения, сравнивают измеренное число импульсов с N, одновременно подсчитывают общее количество импульсов стабильной частоты с начала воспроизведения информации и в момент

(/1

совпадения количества импульсов стабильной частоты, содержащемся в очередном п ериоде ЭДС с Nj , по общему количеству импульсов ста бильной частоты определяют электромеханическую постоянную времени.

ll

t:

Uf

ttn

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано для проведения испытаний электродвигателей. Цель изобретения - повышение точности при одновременном уменьшении времени испытаний. Для измерения электромеханической постоянной времени перед началом работ исследуемый двигатель 2 стыкуют с фотодатчиком 1, после чего по команде блока 4 запуска и коммутации происходит подача напряжения с источника 3 питания на двигатель 2. Вал двигателя 2 начинает . вращаться, импульсы с фотодатчика 1 поступают в блок 7 преобразования и формирования импульсов, где происходит преобразование их в прямоугольные импульсы. Одновременна с вк;люче- нием двигателя 2 блок 4 открывает электронный клюн 6, которьш дает раз- решение начать запись в блок 9 запоминающего устройства, импульсов ста (Л ю 4 СО 00

Редактор П.Гереши

Составитель В.Никаноров Техред Л.Сердюкова

Заказ 1969/44 Тираж 731Подписное

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

Фиг.2

Корректор С.Черни