Устройство для измерения момента асинхронного электродвигателя Советский патент 1980 года по МПК G01L3/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТА АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к области электропривода, преимущественно к приводам устройств рудничного подъема и предназначено для управления, 5 контроля и защиты асинхронного привода подъемных установок.

Известно устройство для измерения момента асинхронного электродвигателя, содержащее датчик актив- fQ ной мощности и блок измерения скольжения 1 .

Однако указанное устройство имеет малую точность и ограниченную область применения, в частности с его по- j мснцью сложно определить момент асинхронного двигателя с фазовым ротором при его работе на искусственной характеристике.

Известно также устройство для из- 20 мерения момента асинхронного электродвигателя, содержащее блок измерения скорости и блок уставки, подключенные к входам усилителя с цепью обратной связи 2} .25

Данное устройство наиболее близко к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Однако указанное устройство позволяет измерить момент асинхронного

двигателя только при работе его на естественной механической характеристике. Для целей же управления, контроля и защиты подъемных установок необходимо иметь возможность определения значения и .знака момента в течение всего времени работы асинхронного электродвигателя, начиная с момента его пуска.

Кроме того, перевод асинхронного двигателя с фазовым ротором на жесткую естественную характеристику происходит только при закорачивании роторного сопротивления, т.е. при включении последнего роторного контактора.

Часто, как при автоматическом, так и при ру.чнс управлении подъемной установкой, асинхронный двигатель работает на одной из искусственныз характеристик и перевод его на естественную характеристику не про,изводится. Такой режим особенно характерен для многогоризонтальных, клетевых подъемных установок.

Цель изобретения - расширение области применения на асинхронные двигатели с фазовьм ротором, с включенными в цепь ротора дополнительными резисторами и контакторным пус ком. Для этого в цепь обр атной связи последовательно включены резисторы, аналогичные резисторам в цепи ротор параллельно каждому из которых подключены соответствующие размыкающие контакты контактора пуска. На фиг. 1 изображено семейство искусственных механических характеристик п f(M) асинхронного электр двигателя с фазовьм. ротором и контакторным пуском.На фиг.2 показана функциональная схема устройства для осуществления способа. Механические характеристики п f(M), показанные на фиг. 1 для привода рудничных подъемных установок с достаточной точностью можно считать линейными вследствие того, что рабочие участки их при проектировании и эксплуатации подъемной установки выбираются в зонах, весьм отстоящих от критических значений момента и скольжения. При вышеуказанном допущении момент, развиваемый двигателем, опреде ляется соотношением 1(u„-u) Uo(«-orRt) где М - номинальный момент; DO , и - напряжения тахогенератора, соответствующие синхронной и текущей частотам вращения; k - коэффициент передачи тахогенератора; Гд - омическое сопротивлени фазы роторной обмотки двигателя; R - сопротивление одной фа роторного реостата; RQ - номинальное сопрютивле ние роторной обмотки двигателя. Устройство для осуществления спо ба (фиг. 2) содержит секционирован ный резистор, состоящий из секций 1, 2, 3,,.т..9,размыкающие блок-кон такты реверсоров 10, 11, размыкающи блок-контакты роторных контакторов пуска 12,13,. .-г. .19, дифференциальны операционный усилитель 20, входные резисторы 21, 22, 23, блок скорости . вращения ротора 24 и источник посто янного напряжения - блок уставки 2 t Величина напряжения UQ источника 25 выбирается в соответствии со значением синхронной частоты враще ния ротора двигателя. Напряжение Цд, поступающее на инвертирующий в операционного усилителя 20, пропор ционально текущему значению частоты вращения ротора п. При работе двиг теля на одной из искусственных мех нических характеристик коэффициент передачи операционного усилителя 2 будет определяться величиной сопротивления обратной связи, включенного между выходом и инвертирующим входом усилителя. Предположим, что двигатель работает на третьей искусственной характеристике. Это означает, что блокконтакты 10 (или 11, в зависимости от направления движения) разомкнуты. Разомкнуты также блок-контакты 12 и 13. Таким образом, коэффициент передачи операционного усилителя 20 будет определяться отношением суммы сопротивлений секций 1, 2, 3 к величине сопротивления резистора 21. На выходе операционного усилителя установится напряжение U, величина которого пропорциональна моменту двигателя. При работе электрической машины двигателем или генератором напряжение блока скорости вращения 24 (UQ) может быть большим(генераторный режим) или меньшим (дви ательный режим) по отношению к напряжению источника 25 (и), уровень которого соответствует значению синхронной частоты вращения-, в зависимости от этого на выходе операционного усилителя изменяется полярность выходного напряжения U, что определяет режим работы двигателя. При переходе двигателя с одной механической характеристики на другую размыкаются (или замыкаются) соответствующие блок-контакты реверсоров 10 (11) и блок-контакты роторных контакторов 12..1.19,меняя,таким образом коэффициент передачи дифференциального операционного усилителя 20 в зависимости того,на какой характеристике работает двигатель в данный момент. Значения пусковых моментов М , M,,...Mj искусственных характеристик имеют вполне определенную величину. Поэтому, выбирая соответствующим образом номиналы резисторов 1,2,3......9,а также резисто- ров 21, 22 и 23, обеспечивают необходимый закон изменения коэффициента передачи операционного усилителя и, следовательно, получение на его выходе напряжения и, , определяющего момент, развиваемый двигателем. Описанное устройствопозволяет сравнительно простыми средствами обеспечить получение информации о значении и знаке момента асинхронного двигателя с фазовым ротором в процессе его работы. Это расширяет область его применения по сравнению с известными устройствами и позволяет более качественно осуществлять процессы управления, контроля и защиты асинхронных двигателей с фазовым ро.торомФормула изобретения Устройство для измерения момента асинхронного электродвигателя,, со