Устройство для снятия угловой характеристики пускового и синхронизирующего момента электродвигателя Советский патент 1988 года по МПК G01R31/34 G01L3/00 

«

43 СО 4ib

00 1C

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для записи угловой характеристики синхронизирущего или пускового омента электродвигателей.

Цель изобретения - повышение точности .

На фиг. 1 показана схема устройства для снятия угловой характеристи- Q ки пускового или синхронизирующего омента электродвигателя; на фиг.2 - структурная схема датчика момента, на фиг. 3 - совмещённые характеристики синхронизирующего момента испытуе- 5 ого электродвигателя и датчика MO-I ента.

Устройство для снятий угловой характеристики пускового или синхронизиующего момента электродвигателя 20 содержит основание 1, на котором ус- тановлен приводной двигатель 2 с ре- уктором 3,ВЫХОДНОЙ вал 4 которого связан с датчиком 5 угла и снабжен захватом 6 для крепления статора ис- 25 пытуемого электродвигателя 7.

Кроме того, устройство содержит датчик 8 момента, сумматор 9 и регистратор 10. Сумматор 9 может быть выполнен, например, на операционном 0 усилителе 11. Один вход сумматора 9 подключен к датчику 5 угла, а другой - к датчику 8 момента и к одному входу регистратора 10, другой вход Которого подключен к выходу сумматора 9. Датчик.8 момента снабжен захватом 12 для закрепления ротора испытуемого электродвигателя 7.

Кроме того, датчик 8 момента может быть выполнен в виде узла (фиг. 2), содержащего источник 13 постоянного тока, генератор 14 переменного тока, фазочувствительный усилитель 15 и четьфехфазный шаговый электродвигатель 16.

Каждая фа.за шагового электродвигателя 16 состоит из двух встречно включенных катушек расположенных на диаметрально противоположных полюсных выступах. Статор 17 шагового электродвигателя 16 имеет восемь полюсных выступов 18-25, каждьш из которых имеет, например, по одному зубцу. Ротор 26 шагового электродвигателя 16 в этом случае имеет десять зубцоЬ. Фаза, расположенная на полюсных выступах 19 и 23, подключена к источнику 13 постоянного тока. Фаза, расположенная на полюсных высту35

40

45

50

55

5

0 5

0

5

0

5

пах 21 и 25, зубцы которых сдвинуты относительно зубцов полюсных выступов 19 и 23 па 1/2 зубцового деления, подключена к генератору 14 переменного тока, остальные две фазы встречно включены и подключены к сигнальным входам фазочувствительного усилителя 15, с выхода которого снимается сигнал постоянного тока, пропорциональный измеряемому моменту. Синхронизирующий вход фазочувствительного усилителя 15 подключен к генератору 14 переменного тока.

Устройство работает следующим образом.

В процессе записи характеристики знакопеременного синхронизирующего момента под его воздействием происходит угловое перемещение захвата 12 датчика 8 момента и жестко с ним связанного вала испытываемого электродвигателя 7, пропорциональное измеряемому моменту (фиг. 3). Причем при записи отрицательных значений момента, как показано на фиг. 3, вал испытываемого электродвигателя 7 поворачивается на угол 6 в сторону уменьшения угла 9 , задаваемого захватом 6 редуктора 3 относительно основания 1. В результате действи- тельньй угол рассогласования осей статора и ротора, определяемый как точка В пересечения характеристики синхронизирующего момента OBCDF испытываемого электродвигателя 7 и характеристики АА датчика 8 момента, равен бр - 0.

При записи положительных значений синхронизирующего момента захват 12 датчика 8 момента и ротор испытываемого электродвигателя 7 поворачивается относительно основания 1 на угол б в сторону увеличения угла 0, . В результате действительный угол рассогласованияD и равен

В общем виде

Эр определяется точкой

p e,fe.

50

9р Q, ± S.

к-м.

(1)

где К - жесткость характеристики датчика 8 момента (тангенс угла наклона прямой АА на фиг.З)-, М - текугцее значение записываемого синхронизирующего момента. Сумматор 9 производит операцию сложения сигналов 9, и М в соответствии с выражением (1) и поэтому

напряжение i.a,ero выходе пропорционально действительному углу рассогласования врПри протекании постоянного тока п фазе Y1Y5 (фиг. 2) шагового электродвигателя 16 его ротор 26 занимает устойчивое положение, в котором удерживается синхронизирующим моментом MCT(б), зависимость которого от уг- лового перемещения ротора 26 от устойчивого положения при малых перемещениях практически линейна и определяется величиной постоянного тока от источника 13.

Переменный магнитный поток, созданный катушками фазы Y3Y7, подключенной к генератору 14 переменного тока, замыкается из полюсного выступа 21 в полюсные выступы 20 и 22 и, аналогично, из полюсного выступа 25 в полюсные выступы 18 и 24 через воздушный зазор мевду ротором 26 и статором 17 шагового электродвигателя 16. Магнитные проводимости между зубцами ротора 28 и зубцами полюсных выступов 20, 22 и 18, 24 одинаковы и поэтому в фазах Y2Y6 и Y4Y8 индуктируются одинаковые по величине и фазе напряжения с частотой, равной частоте генератора 14 переменного тока. В результате, если к валу шагового электродвигателя 16 не прикладывается внешний момент, снимаемое с выводов Y2 и Y4 напряжение равно нулю за счет встречного включения фа Y2Y6 и Y4Y8. Напряжение с выхода фазочувтсвительного усилителя 15 также равно нулю.

При приложении к ротору 26 шаго- врго электродвигателя 16 положительного или отрицательного момента на выводах Y2 и Y4 шагового электродвигателя появляется переменное напряжение, амплитуда которого пропор

циональна величине приложенного момента, а фаза определяется знаком приложенного момента.

5

0 5 О

0

5

Формула изобретения

1.Устройство для снятия угловой характеристики пускового и синхронизирующего момента электродвигателя, содержащее регистратор, а также установленные на основании приводной двигатель с редуктором, выходной вал которого снабжен захватом для закрепления статора испытуемого электродвигателя, и датчик момента, подключенный к входу регистратора и снабженный захватом для закрепления ротора испытуемого электродвигате ля, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности, в него введены датчик угла, связанный

с выходным валом редуктора приводного двигателя, и сумматор, входы которого подключены соответственно к датчику угла и к датчику момента, при этом регистратор снабжен вторым входом, подключенным к выходу сумматора,

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, iTo, с целью расширения диапазона измеряемых моментов, датчик момента включает в себя источник постоянного тока, генератор переменного тока, фазочувстви- тельный усилитель и четьфехфазный шаговый электродвигатель, одна фаза которого подключена к источнику постоянного тока, другая - к генератору переменного тока, а две остальные включены встречно между сигнальными входами фазочувствительного усилителя, синхронизирующий вход которого подключен к генератору переменного тока.

s

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для записи угловой характеристики синхронизируннцего или пускового момента электродвигателей. Целью изобретения является повьшение точности. Сумматор 9 устройства подключен входами к датчику момента 8 и датчику угла 5, а его вход - к входу регистратора 10 угла рассогласования осей статора и ротора испытуемого электродвигателя. Датчик 8 момента может быть выполнен в виде узла, содержащего источник постоянного тока, генератор переменного тока, фазочувстви- тельный усилитель и четьфехзвенный шаговый электродвигатель, выполненный таким образом, что при приложении к ротору шагового электродвигателя положительного или отрицательного момента на выводах шагового электродвига- а теля появляется переменное напряже- ние, амплитуда которого пропорциональна величине приложенного момента, а фаза определяется знаком при(Л ложенного момента. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.