Устройство для измерения скорости вращения вала электродвигателя Советский патент 1979 года по МПК G01P3/46 

Изобретение относится к области из- гларительной техники и контроля параме-рров д&иженни и может найти применение в приборостроении и машиностроении. Известны электронные устройства для измерения скорости вращения, содернсашие импульсный датчик скорости, формироватепъ, дифференцирующую цепь, разделитель ное звено l. Также известно устройство, которое содержит блок формирования пвлообразно- го напряжения, СОСТОЯЩЕЙ из дешифратора трех компараторов, трех ключей, трех фаз .ных детекторов и фильтров рижних частот сельсвна и источника опорного напряжения днфференаватор, схему выдепення модуля в фвльтра НИЖНИХ частот 2. эти устройства не позволяют определить номшшльную скорость враше вня вала двагатепя при номинальной наг рузяе на валу, частоте и амплитуде напряж да сети (например, U 220B; € 50Гц). Нестабильность питающей сети может привести к ошибочным результатам на стадии проектирования электрических ма- щин. Для устранения этого недостатка необходимо применять автономные мощные и Высокостабильные блоки питания, что эконокгачески невыгодно. Целью изобретения является повьпиение точности измерения скорости вращения вала, приведенной к номинальным частоте и напряжению питания двигателя. Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введены понижакший транс(юрматор, усилитель-ограничитель, два частотных фильтра, два детектора, операционный усилитель. Выпрямитель, фильтр нижних частот, сумматор и блок деления, причем вход понижающего трансформатора подключен к питающей двигатель сети, а выход через усилитель-ограничитель - к входам двух частотных фильтров, включенных параллельно. Выходы которых через детекторы соединены с входами операционного усилителя. Выход которого подключен к одному из входов сумматора, второй вход которого через фильтр нижних часто и Выпрямитель соединен с выходом понижающего трансформатора, а выход сумматора соединен с одним из входов блока деления, включенного между блоком выделения модуля и регистрирующим измерительным преобразователем. На фиг. I представлена структурная схема описываемого устройства на фиг, 2 представлена статическая характеристика частотного детектора. Устройство измерения скорости врашеция вала асинхронного двигателя 1 содержит (лток 2 формирования пилообразного напряжения, соедшенный с входом дифференциатора 3, вькод которого соединен со входом блока 4 выделения модуля,выход которого соединен с блоком деления 5,выход которого соединен с регистрирующим измерительным преобразователем 6,Понижающий трансформатор 7, питаемы от общей с двигателем сети, через усилитель -ограничитель 8 соединен с входами двух частотных фильтров 9 и 10, включенных параллельно, выходы которых через детекторы 11 и 12 соединены с двумя входами операционного усилителя 13, а его Выход соединен с одним из JBxoдoв cyMMaixjpa 14, второй вход послед него через Выпрямитель 15 и фильтр 16 нижних частот соединен с выходом понижающего трансформатора 7, В свою очередь, выход сумматора соединен с одним из входов блока деления 5. Два частотиых фильтра 9, 10, два детектора 11 12 и операционный усилитель образуют частотный дискриминатор, причем параметры частотного дискриминатора подобраны таким образом, что при частоте сети 50 Гц на выходе операционного усилителя напряжение равно нулю. Статическая: характеристика такого частотного де тектора представлена нафиг. 2.Усш1итель ограничитель 8 служит для устранения влияния нестабштьности пнтаюшего иапря- иа работу дискриминатора. Если аьйотитуда напряжения, подаваемого на частотные фильтры 9 н 10, изменяется Во времени, то статическая характеристика частотного днС1фиминатора будет менять наклон, а это приведет к погрешностя определения нестабгоплости частоты сети. В пелом устройство измерения угловой скорости работает следующим образом. Напряжение сети, питающее двигатель 1, через понижающий трансформатор 7 пода654 ется 1ш Jc Iлитeль-oгpaничитeль 8 и Выпрямитель 15. Параметры понижающего трансформатора 7, Выпрямителя 15 и фильтра 16 ниясних частот подобраны так. Что при номинальном напряжении питающей сети на выходе фильтра нижних частот напряжение равно 1В. При HOMIIнальной же частоте питающей сети на выходе операционного усилителя 13, т. е. на выходе частотного дискриминатора, напряжение равно нулю. Так как нестабильность частоты и напряжения сети оказывают од1шаковое действие на скорость врашения Вала асинхронной машгшы, т. е. при увеличении частоты и напряжения угловая скорость тоже возрастает и наоборот, то , пропорциональные указанным нес- табильностям, суммируются сумматором 14. При номинальных частоте и напряжении в сети на выходе сумматора напряжение равно 1В и при отклонении peжravш работы сети от номинального напряжение на выходе сумматора будет изменяться в процентном .тношении в ту или другую сторону. Эго напряжение, пропорциональное суммарному возмущающему воздействию, подается на один из входов блока деления 5, на второй вход которого подается информативный сигнал, получаемый путем дифференцирования в блоке 3 с последующим детектированием в блоке выделения модуля 4 сигнала пилы, поступающего на Вход дифференциатора от блока формирования пилы 2. При возрастании параметров питающей двигатель сети информативный сигнал делится на коэффициент болыие единицы, т. е. в пропорциональном отнощении уменьшается, и наоборот. Таким образом, на Выходе блока деления получается информация об угловой скорости а сигнал, несущий эту ииформацто, инвариантный к нестабильностям сети, регистрируется при помощи выходного измерительного преобразователя 6. Формула изобретения Устройство для измерения скорости врашения вала электродвигателя, содержащее последовательно включенные блок формирования пилообразного напряжения, дифференциатор, блок выделения модуля и регистрирующий измерительный преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения скорости вращения вала, приведенной к номинальным частоте и напряжению питания двиг-ателя, в устройство введены понижатаций трансформатор, усилитель-юграничитель, два частотных фильтра, два детектора, операционный усилитель, Вьгарями TSrfb, фильтр нижних частот, сумматор и блок деления, причем Вход понижающего грансформатора подключен к питающей двигатель сети, а Выход через усилительограничитель - к входам двух частотных фильтров, включенных параллельно, выходы которых через детекторы соединены с входами операционного усилителя, выход которого подключен к одному входу сум6456 матора. Второй вход которого чероз фильтр нижних частот и выпрямитель соединен с выходом понижающего трансформатора, а Выход сумматора соединен с одним из входов бпока деления, включенного между блоком Выделения модуля и регистрирующим измерительным преобразователем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авгорское свидетельство СССР № 443315, кл. 3 01 Р 3/46, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 481835, кл. Q О1 Р 3/46, 1974 (прототип).