Устройство для измерения момента двигателя Советский патент 1980 года по МПК G01L3/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения вращающего момента двигателя. Известно устройство для измерения момента двигателя, содержащее на полюсе двигателя датчик Холла, токовые электроды которого соединены с включенным в якорную цепь двигателя шунтом f 1) . Недостатком этого устройства явля ется его недостаточная точность из-з влиянияотемпературы на характеристику датчика Холла. Наиболее близко по технической сущности к предлагаемому устройство, для измерения момента двигателя, содержащее датчик усилия и включенный на его выходе преобразователь сигнала датчика в электрическое напряжение 23. Недостатками известного устройства являются невысокая точность измерения, сложность наладки и эксплуатации устройства, обусловленные тем, что это устройство измеряет вращающий момент двигателя по величине деформации упругих элементов датчика усилия, связывающих статор двигателя с фундаментом.Вследствие того/-что являющийся элементом измерительной системы статор двигателя обладает большим моментом инерции, для получения приемлемых динамических свойств этой системы необходимо, чтобы упругие элементы имели повышенную жесткость, а это снижает чувствительность измерительного устройства и, следовательно, отрицательно влияет на точность измерения. Отрицательно сказывается на точности измерений также влияние фундамента и способа закрепления на нем двигателя, что требует тарировки устройства при каждой установке двигателя. Последнее обстоятельство усложняет наладку и эксплуатацию устройства. Цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение наладки и эксплуатации устройства. Указанная цель достигается за счет того/ что в устройстве датчик УСИ.ПИЯ выполнен в виде двух чувствительных к нагрузкам элементов, которые установлены с двух сторон от оси полюса двигателя под элементами крепления этого полюса к статору двигателя.

На фиг. 1 схематически изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 схема устройства и один из возможных вариантов выполнения чувствительных к нагрузкам элементов.

Устройство для измерения момента двигателя содержит два чувствительных к линейным нагрузкам элемента 1 и 2 датчика усилия, установленные с двух сторон от оси полюса 3 двигателя под болтами 4 и 5 крепления этого полюса к статору 6 двигателя-. Выходы чувствительных элементов 1 и 2 подключены ко входу преобразователя 7 сигнала датчика в электрическое напряжение, пропорциональное моменту двигателя. Чувствительные элменты 1 и 2 представляют собой дроссели с обмотками 8 и сердечниками 9 из стальных пластин, проводимость поперечных пластин которых является функцией действующих вдоль оси болтов, 4 и 5 линейных нагрузок.

Преобразователь 7 сигнала Дс1тчика в электрическое напряжение соде;ржит трансформатор 10, первичная обмотка которого со средним выводом подключена через обмотки 8 чувствительHfcjx элементов 1 и 2 к источнику переменного напряжения, а вторичная обмотка через вьщрямитель 11 - к выходу устройства.

Устройство работает следующим образом.

При нулевом моменте двигателя натяжение болтов 4 и 5 одинаково, вследствие чего выходное напряжение преобразователя 7 сигнала датчика в электрическое напряжение, равное разности .сигналов с выходов двух чувствительных к линейным нагрузкам элементов 1 и 2, также будет нулевым. Появление момента двигателя (а следовательно, и момента, дрйствующего на полюс 3) вызовет увеличение натяжения одного-из болтов 4 или 5 и уменьшение натяжения другого, а их разность с помощью чувствитальных к линейным нагрузкам элементов 1 и 2 и преобразователя 7 обеспечит появление на выходе последнего напряжения,пропорционального величине момента-двигателя. При этом работа устройства не зависит отхарактера изменения магнитного потока двигателя, вследствие чего это устройство без изменений может применятся как при постоянном, так и при регулируемом потоке.

Характеристики устройства не зависят от места установки и способа крепления двигателя на фундаменте, вследствие чего не требуется многократная перетарировка этого устройства, что улучшает его наладку и эксплуатоцию, а также повм.иает точность измерения. В отлично от ипвестисзго устройства в данном устройстве элементом измерительной системы является на весь статор двигателя с большим MOfvieHTOM инерции, а лишь полюс двигателя, чтоснижает требование к жесткости упругих элементов и способствует повышению точности измерений.

Измерение натяжения болтов 4 и 5 , с помои1ью известных элементов I и 2 осуществляется следующим образом.

Под действием натяжения болта изменяется проводимость пластин сердеч. ника 9, что приводит к изменению

5 величины вихревых токов в сердечнике дросселя. Вследствие этого изменяется величина сопротивления обмотки 8 этого - дросселя пропорционально изменению нагрузки, а дифференциальная

0 измерительная схема преобразователя 7 обеспечивает при этом формирование напряжения, пропорционального моменту двигателя. В качестве чувствительных к линейным нагрузкам элемен5 ров 1 и 2 применяется обычно используемые для этих целей тензометрические, магнитоупругие и другие известные датчики.

Применение для измерения момента двигателя дросселей с изменяющейся под действием нагрузки поперечной проводимостью пластин их сердечников позволяет повысить чувствительность, исключить необходимость

применения дополнительных усилителей и специальных источников питания, упростить измерительную схему, что также способствует повышению точности, упрощению наладки и эксплуатации устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения момента двигателя,, содержащее датчик усилия и включенный на его выходе преобразователь сигнала датчика в электрическое напряжение, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения наладки и эксплуатации устройства, датчик усилия выполнен в виде двух чувствительных к нагрузкам элементов, которые установлены е двух сторон от ОСИ полюса двигателя под элементами крепления этого полюса к статору .двигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 122518, кл. Н 02 Р 5/06,-1959.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 202282, кл. Н 02 Р 5/00, 1965 (прототип) .