Устройство для измерения числа пускотормозных режимов электрической машины Советский патент 1993 года по МПК G01R31/34 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромашиностроению, металлургии, машиностроению и другим отраслям промышленности, где требуется измерение числа пускотормозных режимов циклического.и длительного управлений и может найти широкое применение для изготовления и измерения готовой продукции, а также при построении испытательных стендов электрических машин электромашино- строительных предприятий, доводки изделий машиностроения на стадии проектирования.

Известны измерительные устройства скоростей вращения и числа режимов работы электрической машины, и в частности, использующих центробежные чувствительные элементы различных конструкций. Недостатком этого устройства является то, что оно относится к типу контактных, что снижает их точность и ресурс безотказной работы. Низкая точность работы устройства объясняется тем, что в процессе работы происходит износ трущихся частей и необходимо периодическая регулировка элементов, и в частности пружин, контактов, уравновешиVJ

ю ел со ю о

вающихся грузов и т.д. Другой существенный недостаток устройства связан с наличием сухоготрения, что приводит к изменению зоны нечувствительности при длительной работе электрической машины, что также снижает точность его работы.

Известно устройство для измерения числа пускртормозных режимов. Это устройство наиболее близко к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту. Устройство содержит управляемый преобразователь мощности, от которого получает питание якорная цепь электрической машины постоянного тока, вал которой соединен с валом тахогенерато- ра. а также измеритель пускотормозных режимов электрической машины. Недостатком устройства является его ограниченная точность и неудобство в работе, что объясняется записью пускотормозных режимов на бумажной ленте. Ограниченный запас бумажного полотна ограничивает возможность измерений числа пускотормозных режимов на длительном временном интервале. Другой существенный недостаток пускотормозных режимов состоит в том, что подсчет числа пускотормозных режимов с бумажного полотна приводит к затратам времени и сопряжено с возможными ошибками при подсчете.

Целью изобретения является повышение точности измерения числа пускотормозных циклических воздействий на длительном временном интервале.

Это достигается тем, что устройство для измерен ия числа пускотормозных режимов электрической машины, вал которой соединен с тахогенератором, а якорная цепь подключена к выходным зажимам управляемого преобразователя мощности дополнительно снабжено блоком выделения модуля, двойным Т-образным RC-фильтром с нагрузочным резистором,стабилитроном, триггером Шмитта, тремя элементами И-НЕ, RS-триггером, двухпозиционным ключем с фиксированной нулевой точкой, по числу индикаторов счетчиками импульсов и дешифраторами, якорная цепь тахогенерато- ра через блок выделения модуля подсоединена к двойному Т-образному НС- фильтру, выход которого соединен с включенными параллельно нагрузочным резистором и стабилитроном, положительный вывод которого соединен со входом триггера Шмитта, выход которого подсоединен к первым входам первого и третьего элементов И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ связан со входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен со счетным входом младшего разряда счетчика импульсов, выход которого подключен к счетному входу старшего разряда счетчика, выходы счетчиков импульсов по числу цифр соответствующих числу измеряемых пускотормозных циклических воздействий через дешифраторы соединены с индикаторами, а неинвертирующий выход RS-триггера соединен с

объединенными входами сброса счетчиков и R-входом RS-триггера, инвертирующий выход которого соединен с S-входом RS- триггера, причем R и S входы триггера соот- ветственно подключены к двум

неподвижным зажимам двухпозиционного ключа с фиксированной нулевой точкой, подсоединенной к общему зажиму источника питания.

На фиг.1 представлена функциональная

схема устройства для измерения числа пускотормозных режимов электрической машины; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие принцип работы устройства, на этапах измерения скорости (о электрической маши

ны, включающих разгон до максимальной

скорости (Утах за время тр, работу на установившейся-максимальной скорости Одпах на временном интервале tymax, снижение скорости электрической машины ГУ до минимального значения аып за время tT, работу на установившейся скорости минимального значения на временном интервале tymin- Обозначения на фиг.1 соответствуют: 1 - управляемый преобразователь мощности, 2

- электрическая машина, 3 - тахогенератор, 4 - блок выделения модуля, 5 - двойной Т-образный RC-фильтр, С - нагрузочный резистор. 7 -стабилитрон, 8- триггер Шмитта, 9 - первый элемент И-НЕ, 10 - второй элемент И-НЕ, 11 -третий элемент И-НЕ, 12 - счетчик импульсов, 13 - дешифратор, 14 - индикатор, 15 - RS-триггер, 16 - двухпози- ционный ключ с фиксированной нулевой точкой, 17 - счетчик импульсов, 18 - дешифратор , 19 - индикатор. Якорная цепь тахоге- нератора 3 соединена со входом блока выделения модуля 4, выходы которого соединены со входом двойного Т-образного RC-фильтра 5, работающего на нагрузочный

резистор 6, паралл.ельно которому подключен стабилитрон 7. Сигнал со стабилитрона 7 поступает на вход триггера Шмитта 8, выход которого соединен с первыми входами первого и третьего элементов И-НЕ. Выход

первого элемента И-НЕ соединен со входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И-НЕ. Выход третьего элемента И-НЕ подключен к счетному входу счетчика

импульсов младшего разряда. Выходы отдельных триггеров счетчика 12 соединены со входом дешифратора 13, выходы которого подключены ко входам индикатора 14. Выход старшего триггера в составе счетчика импульсов 12 связан со счетным входом счетчика 17 старшего разряда. Выходы отдельных триггеров счетчика 17 соединены со входами дешифратора 18, выходы которого подсоединены ко входам .индикатора 19. Сбросовые входы счетчиков импульсов 12,17 объединены и подключены к неинвертирующему входу RS-триггера и R-входу RS- триггера. Инвертирующий выход 15 соединен с S-входом RS-триггера, причем R и S входы триггера соответственно подключены к двум неподвижным.зажимам двухпо- зиционного ключа 16с фиксированной нулевой точкой, подключенной к общему зажиму источника питания.

Рассмотрим работу устройства для измерения числа пускотормозных режимов электрической машины, считая в общем случае управляемый преобразователь мощности 1 реверсивным. На валу электрической машины 2 установлен тахогенератор 3, по- лярность выходного напряжения которого посредством блока выделения модуля 4 сохраняется неизменной при реверсе электродвигателя. Двойной Т-образный RC-фильтр 5, нагруженный на резистор 6, уменьшает уровень пульсаций напряжения на выходе 4. Напряжение на нагрузочном резисторе 6 (ивых.б f(t) - рис.2) ограничивается на уровне Uon.cr стабилитроном 7. на- пряжение на котором в области электрического пробоя зависит оттока. При превышении 11Вых.б уровня 1)оп.ст. напряжение на выходе 7 поддерживается на уровне Uon.cr. равным сигналу логической Г и поступает на вход триггера Шмитта 8. Форми- рование сигнала логической 1 и стабилизация его на уровне стабилитроном 7 необходима в связи с тем, что в общем случае переходный процесс в электроприводе носит колебательный характер, который не должен отражаться на точности счета числа управляющих воздействий. Триггер Шмитта 8 служит для формирования напряжения прямоугольной формы с крутыми фронтами нарастания и спада выходного напряжения (1)вых.8 f(t) рис.2) из входного напряжения произвольной формы, имеющей несформированные передние и задние фронты, которой является напряжение стабилитрона 7. На элементах 8-10 реализован одновибратор. предназначенный для обострения фронтов нарастания и спада ивых.в, а также повышения помехозащищенности устройства. При поступлении

с 8 на вход 9 сигнала логического О, выходы 9 и 11 будут находиться в состоянии логической 1, при этом на вход 10 поступает сигнал логической Г, а выходное на- 5 пряжение 10 соответствует сигналу логического О. Если на вход 9 поступает сигнал логической 1, то на выходе 11 возникает сигнал логического О. В процессе изменения выходного напряжения 11 из со0 стояния логического О в состояние логической Г, т.е. в момент tA (рис.2) образуется счетный импульс, от которого срабатывает 12. Заметим, что в процессе изменения напряжения 11 из состояния логической 1 в

5 состояние логического О, т.е. в момент в (фиг.2) также образуется импульс, но счетчик 12 от этого не срабатывает, т.е. не меняет своего состояния. Следовательно, счетчик импульсов 12 меняет свое состоя0 ние на этапе снижения скорости электропривода ш до минимального значения (УгШп от максимального значения Утах при снижении значения ивых.б ниже уровня UOP.CT. (рис.2), т.е. в момент хд. В целом, учитывая

5 циклический характер управляющих воздействий на интервале Т, второй счетный импульс будет образован в момент tc. На длительном интервале циклических управляющих воздействий счетные импульсы бу0 дут образовываться на этапах снижения скорости элект.ропривода при. снижении значения 1)выхб ниже уровня Поп.ст (фиг.2). Выходы счетчика импульсов 12 связаны с дешифратором 13, преобразующим двоич5 ный код в двоично-десятичный, управляемый индикатором 14, отображающим число пускотормозных режимов. Число счетчиков определяется числом значащих цифр для измерения циклов управляющих воздейст0 вий. Каждый разряд счетчиков имеет свой дешифратор и индикатор. Счетный вход старшего разряда счетчика 17 соединен с выходом старшего триггера в составе счетчика импульсов 12. Счетчики импульсов ра5 бота ют на сложение.

Рассмотрим осуществление режима сброса счетчиков, необходимого для приведения счетчиков в первоначальное нулевое положение перед проведением

0 циклических воздействий.

Сброс счетчиков осуществляется RS- триггером 15, управляемый двухпозицион- ным ключом 16 с фиксированной нулевой точкой. На выходе 15 существует сигнал ло5 гической Г при действии логического О на S-входе. Аналогично, на выходе 15 существует сигнал логического О при действии логического 0й на Р-входе. Сброс счетчиков осуществляется при изменении выходного

сигнала 15 со значения логической 1 до значения логического О. Следовательно, для сброса счетчиков следует осуществить переключение с общей нулевой шины S-вхо- да на R-вход RS-триггера с помощью двух- позиционного кл юча 16.

Устройство позволяет повысить точность измерения числа пускотормозных циклических воздействий на длительном временном интервале и сократить время измерения при одновременном повышении достоверности определения числа пускотормозных режимов.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение для измерения готовой продукции, а также при построении испытательных стендов электрических машин электромашиностроительных предприятий, доводки изделий машиностроительной промышленности на стадии проектирования. Для повышения точности измерения числа пускотормозных циклических воздействий на длительном временном интервале, включающем этапы разгона электродвигателя до максимальной скорости, работу на установившейся максимальной скорости, снижение скорости электродвигателя до минимального значения, этап работы на установившейся скорости минимального значения, блок регистрации выполнен в виде блока выделения модуля, двойного Т-образного RC-фильтра с нагрузочным резистором, стабилитрона,триггера Шмитта, трех элементов И-НЕ, RS-тригге- ра, двухпозиционного ключа с фиксированной нулевой точкой, счетчиков импульсов, дешифраторов и индикаторов. 2 ил. w ё

Фор м у ла изобретения

Устройство для измерения числа пускотормозных режимов электрической машины, содержащее преобразователь мощности, тахогенератор и блок регистрации, при этом вал электрической машины соединен с тахогенератором, а якорная цепь подключена к выходным зажимам управляемого преобразователя мощности, о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности измерения числа пускотормоз- ных циклических воздействий на длительном временном интервале, в нем блок регистрации выполнен в виде последовательно соединенных блока выделения модуля, двойного Т-образного RC-фильтра с на грузочным резистором, а также стабилитрона, триггера Шмитта, трех элементов И- НЕ, RS-триггера, двухпозиционного ключа с фиксированной нулевой точкой, счетчиками импульсов, дешифраторами и индикаторами, при этом якорная цепь тахогенератора через блок выделения модуля подсоединена к двойному Т-образному RC-фильтру, выход которого соединен с включенными паралW

чпрлшеныи пгевсмюеапмь

МОЦНКТЦ

TawrvtffpaTop

лельно нагрузочным резистором и стабилитроном, положительный вывод которого соединен с входом триггера Шмитта, выход которого подсоединен к первым входам первого и третьего элементов И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ связан с входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, зыход которого соединен со счетным вхбдом младшего разряда счетчика импульсов, выход которого подключен к счетному входу старшего разряда счетчика, выходы счетчиков импульсов по числу цифр, соответствующих числу измеряемых пускотормозных циклических воздействий через дешифраторы соединены с индикаторами, а неинвертирующий выход RS-триггера соединен с объединенными входами сброса счетчиков и R-входом RS-триггера, инвертирующий выход которого соединен с S-вхо- дом RS-триггера, причем R- и S-входы триггера соответственно подключены к двум неподвижным зажимам двухпозиционного ключа с фиксированной нулевой точкой, подсоединенной к общему зажиму источника питания.