Датчик ЭДС электродвигателя постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК H02P5/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока.

Целью изобретения является повьппе ние динамической точности измерения ЭДС.

На чертеже приведена схема датчика ЭДС электродвигателя постоянного тока.

Датчик ЭДС электродвигателя постоянного тока содержит последовательно соединенные первый 1 и второй 2 резисторы, подключенные к последовательно соединенным обмоткам 3 и 4 якоря и дополнительных полюсов, пер- выЙ1 5 и второй 6 конденсаторы, подключенные параллельно соответственно первому 1 и второму 2 резисторам, шунт 7, включенный между точкой соединения первого 1 и второго 2 резисторов и точкой соединения обмоток 3 и 4 якоря и дополнительных полюсов последовательно соединенные датчик 8 тока и фильтр 9 низкой частоты первого порядка, измерительные вьшоды шунта 7 подключе - ны к входам датчика 8 тока, постоянная времени фильтра 9 равна постоянной времени обмотки 4 дополнительных полюсов.

Датчик ЭДС работает следующим образом.

Обмотки 3 и 4 электродвигателя образуют с резисторами 1 и 2 и конденсаторами 5 и 6 измерительный мост .Резисторы 1 и 2 и конденсаторы 5 и 6 выбраны из условия равновесия измерительного моста как в установившемся, так и в переходных режимах. В одну из диагоналей моста подано напряжени Uj, .Поскольку мост сбалансирован, напряжение U,, , включенное в его диагональ, не приводит к протеканию тока по шунту 7, включенному во вторую диагональ моста.

ЭДС двигателя включена в одно из плеч моста, поэтому по отношению к ЭДС мост не сбалансирован.

Датчик тока служит для усиления напряжения, снимаемого с шунта, до уровня, удобного для использования в системе автоматического управления а фильтр 9 подавляет напряжение, пропорциональное производной ЭДС двигателя, поскольку в диагонали моста через шунт 7 протекает ток, пропорциональный ЭДС двигателя и его производной.

Пусть Z, ,Z, Zj и Z. - операторы сопротивлений соответственно первого, второго, третьего и четвертого -плеч тахометричеСкого моста. Тогда

и,I,(Z,+ Z,)-I,Z,- I,Z,;

10

Е -I,Z,+ I,(Z,+ Z,);

(О

-I,Z,j+ 1.(7.+

Z,).

15

Через измерительный шунт протекает ток

1ш

1з

(2)

20

Из условия равновесия измерительного моста

Z,Z4

,.

(3)

Подставка Z из

(3) в систему

уравнений (1) и решение системы уравнений относительно Z и Z, с учетом (2) дает

и

Z,+ Z.

(4)

Из чертежа следует, что

z. R«(.i); z Rj( О

(5)

где Rfl,Тд - активное сопротивление и постоянная времени обмотки якоря;

Rg,T - активное сопротивление и постоянная времени дополнительных полюсов. С учетом (5) из (3) имеют

Z -5iil8.Ei.i) . з Ra(T.p+ 1)

RZ

(6)

R.CepH

то при условии RjCg

0

Rt RpR

поскольку

Rjd, .

p+1) Tjp+

R,

(7)

.. , что вытекает

5 из условия (3) равновесия моста в

установившемся режиме.

Подстановку Z, и Z j из (6) и (7) в (3) после несложных преобразований дает

1361695 .).

(R,- R)

R« R,+ ЕЯ

Ho мощность измерительного моста на несколько порядков меньше мощности электродвигателя, поэтому R, RJ, и члены с операторами р и р изчезающе малы. Пре1небрегая ими, находят

т . (9) W R,+ Rfl

Сигнал шунта усиливается датчиком 8 тока, составляющая, .пропорциональная производной ЭДС двигателя, подавляется фильтром с постоянной времени, равной постоянной времени Тл дополнительных полюсов На выходе фильтра

Е

-ы

Использование датчика обеспечивает построение систем управления электроприводом с повышенной статической и динамической точностью, что достигается за счет улучшения качества сигналов обратных связей по ЭДС и ее производной.

Составитель В.Трофименко Редактор И.Николайчук Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Заказ 6301/55 Тираж 659

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

(8)

CT +

R/T«

Tj)p.l

Формула изобретения

Датчик ЭДС электродвигателя постоянного тока, содержащий два резистора, подключенных к выводам электродвигателя и образующих тахометричес кий мост с обмотками якоря и дополнительных полюсов, отличающийся тем, что, с целью повышения динамической точности измерения .ЭДС, в него введены два конденсатора, каждый из которых подключен параллельно соответствую1цему резистору, шунт, включенный между точкой соединения выводов резисторов и точкой соединения выводов обмоток якоря и дополнительных полюсов, датчик тока и фильтр низкой частоты первого порядка, причем входы датчика тока соединены с измерительными выводами шунта, а выход подключен к входу фильтра низкрй частоты первогр порядка, постоянная времени которого равна постоянной времени обмотки дополнительных полюсов.

Подписное

Изобретение относитря к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока. Целью изобретения является повышение динамической точности измерения ЭДС. Датчик содержит конденсаторы 5 и 6, подключенные параллельно резисторам 1 и 2. Шунт 7 включен мелзду точкой соединения резисторов 1 и 2 и точкой соединения обмоток 3 и 4 якоря и дополнительных,полюсов. Данный датчик обеспечивает улучшение качества сигналов обратных связей по ЭДС и ее производной. I ил. о г /