Устройство для измерения или автоматического регулирования скорости вращения Советский патент 1944 года по МПК G01P3/56 H02P5/00 

Для .автоматического регулирования скорости вращения и точных изме,рений этой скорости в настоящее время широкое распространение получили компенсационные способы измерения э.д.с. датчика-тахометра постоянного тока. Электродвижущая сила датчика сравнивается с некоторой эталонной э.д.с. и разность этих э.д.с. подаётся на следящее устройство, вызывающее соответствующее передвижение контакта потен.циометра. По положению этого контакта и определяют скорость вращения. В автоматических регуляторах импульс регулирования также создаётся за счёт разности э.д.с. - эталонной и датчика-тахометра. При этом исполнительный механизм регулятора срабатывает таким образом, чтобы эта разность равнялась нулю или определённому, заранее заданному значению.

Правильность работы индикатора в обоих из приведенных случаях зависит от следующих факторов:

1)от постоянства значения э.д.с. эталонного источника,

2)от постоянства магнитного потока, переходного падения напряжения псд щетками и сопротивления якоря датчика-тахо1 {етра.

В качестве источника эталонной э. д. с. в настоящее время чаще всего применяются аккумуляторные батареи или стабилизированное напряжение сети.

Оба эти способа имеют ряд недостатков. В частности, применение аккумуляторной батареи требует систематического надзора за её напряжением и периодической подзарядки батареи. Стабилизация напряжения сети вызывает необходи.мость применения сложной схемы с выпрямителями, дросселями, ламповыми или феррорезонансными приборами.

Второй элемент - сам датчиктахометр даже npir идеально.м решении задачи полученк-я эталонной э. д. с. требует сохранения постоянства : 1агнитного потока. Эта задача в настоящее время рещается: либо 1) стабилизацией силы тока возбуждения динамо-тахо.лтетра ггосредствсм барреттера, что представляет паллиативное рещение, так как в этом случае не исключено влияние г}51стерезиса, возникающее при ЕКЛЮчеН ЯХ и ВЫКЛЮЧеН 1ЯХ

обмотки возбуждения, не исключено, влияние температу1ры, вызывающее изменение воздушного зазора машины, а следовательно, и магнитного потока, либо 2) применением машин с постоянными магнитами - здесь также остаётся влияние температуры на воздушный зазор.

Переходное падение напряжения под ш,ётками оказывает в известных случаях также серьезное влияние на правильность показаний.

Основной идеей предлагаемого устройства является исключение влияния колебания магнитного потока на работу прибора путём возбуждения датчика-тахометра и источника эталонного напряжения одним и тем же магнитным потоком. Источником эталонного напряжения является якорь электрической машины, вращаемый со строго определённой скоростью или с группой строго определённых скоростей.

Сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом, на фиг. 1 и 2 которого изображена (вид спереди и продольный разрез) принципиальная конструкция машины, являющейся тахогенератором . и источником компенсационного напряжения, и на фиг. 3 - электрическая схема предлагаемого устройства.

В предлагаемом у(Стройстве в качестве тахогенератора и источника компенсационного напряжения применяется одна электрическая машина.

Машина имеет два якоря 1 и 2. Якорь 1 вращается непосредственно или с помощью синхронной связи от оси, скорость которой измеряется. Второй якорь вращается непосредственно или через зубчатую передачу двигателем со строго постоянной скоростью.

Магнитный поток машины замыкается по пути, обозначенному стрелкой, т. е. магнитная система имеет две пары последовательно включённых полюсов. С целью уменьщения рассеяния магнитного потока оси мащины изготовляются КЗ немагнитного материала.

Кроме того расстояние между якорями машины делается настолько большим, чтобы утечка магнитного потока была совершенно незначительной. Это легко выполнить, так как суммарный воздушный зазор основного потока составл;1ет 2 - 2,5 мм. Полюса имеют форму, показанную на фиг. 1, и монтируются в станинах из немагнитного материала. Следовательно, в отличие от обычно принятых схем прохождения магнитного потока, в данном случае магнитный поток замыкается вдоль оси машимы.

Магнитная система мащины может быть выполнена: как с обмоткой возбуждения, так и с постоянными магнитами. Конструкция полюсов от этого не изменяется.

Привод датчика эталонной скорости вращения возможно осуществить как от переменного, так и от постоянного тока.

Для измерений с погрещностью порядка + 0,5-0,6% питание синхронного двигателя можно осуществлять непосредственно от сети, так как колебание частоты сети в мощных энергосистемах, как правило, не превыщает +0,4%. В этом случае мащина имеет две самостоятельные обмотки якоря: Г) трёхфазную, питаемую от сети, 2) постоянного тока, питающую обмотку возбуждения датчика-тахометра через баррвттер, компенсирующий изменение сопротивления обмотки возбуждения при её нагревании. Возбуждение машины происходит от постоянных магнитов, располагаемых на статоре. Пуск мащины производится вручную через зубчатую передачу.

Для измер ений с высокой точно-, стью электропривод эталонного датчика осуществляется одним из следующих способов:

а)двигателем переменного тока (колесо Лакура, реактивный д вигатель), синхронизированным камертоном,,

б)двигателем постоянного тока, стабилизированным точным центробежным регулятором.

Этот способ даёт возможность поддерживать скорость вращения

эталонного датчика с точностью порядка сотых долей процента.

Машину постоянного тока рекоменд ется делать с постоянными магнитами, а стабилизацию производить непосредственно или через электронную лампу в цепи якоря. На фиг. 3 показана схема, представляющая собой один из возможных вариантов привода на постоянном токе. Здесь 3 - машина постоянного тока, 4 - центробежный регулятор, 5 - сопротивление в цепи якоря, 6-электронная лампа, шунткруюшая якорь.

Запаздывания и колебания в данном случае будут незначительны вследствие малой индуктивности якоря и его небольшой механической инерции.

Возбуждение эталонного датчика и датчика-тахометра в этом случае может осуществляться как постоянными магнитами, так и специальной обмоткой, питаемой или от постоянного источника со стабилизацией тока с помощью барреттера или от второй обмотжи якоря электродвигателя.

Предмет изобретения

Устройство для измерения или автоматическогорегу лирования

CKOipocTH вращения с тахогенератором постоянного тока, включённым по компенсационной схеме с машиной постоянного тока, дающей эталонное напряжение, отличающееся тем, что, с целью устранения влияния изменений магнитного потока машин на работу устройства, в качестве указанных двух машин применена машина с двумя отдельными якорями, расположенными последовательно в общей магнитной цепи (т. е. пронизываемыми одним и тем же магнитны1 { потоком).

„Vo 63878

Фиг, 3