Устройство для измерения электри-чЕСКиХ пАРАМЕТРОВ элЕКТРОдВигАТЕля Советский патент 1981 года по МПК H02K15/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматизированного электропривода для измерения электрических параметров электродвигателей. Известно устройство для измерения тока якоря электродвигателя, содержащее шатуны, усилитель в иепн гальванической развязки 13. Однако это устройствсРизмеряет тольк суммарный ток якоря и не обеспечивает измерение его составляющих и ЭДС. Известие также устройство для измерзння электрических параметров электродвигателя содержащее последовагельнр .соединенные датчик тока якоря двигателя .первый сумматор в усилитель, а также последовательно соединенные эквивалент - электромагнитного KoiTypa, например в виде апериодического звена, второй сумматор и эквивалент электромеханического контура двигателя, например в виде .интегратора f2J. Недостатком этого устройства являегся сложность, обусловленная наличием датчика скорости двигателя. Цель изобретения - упрощение устройства. Для достижения поставленной цели в устройство введены датчик напряжения, якоря двигателя и третий сумматор, включенный между датчиком напряжения и входомэквивалента элекфомагнитного KC Iтура, вычитающий вход третьего сумматора подключен к выходу эквивалента электромеханического контура двигателя, выход эквивалента электромагнитного контура подключен к вычитающему входу первого сумматора, и выход усилителя соединен с вычитающим входом второго сумматора. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства, подключенного к электроприводу. Устройство содержит датчик 1 напряжения якоря, третий сумматор 2, эквиваленг 3 электромагнитного контура двигателя, выполненного в виде апериодического звена, реализуемого, например R-C цепочкой или на операционных усилителях, датчик 4 гока якоря, первый сумматор 5, усили1:ель 6, второй сумматор 7, эквивалент 3 электромеханического кситура двигателя, например в виде интегратора.

Датчик 1, сумматор 2, эквивалент 3, сумматор 7 и эквивалент 8 соединены последовательно. Датчик 4, сумматор 5, усилитель 6 также соединены последовательно. Выход уси;} ителя 6 подключен к.. вычитающему вход} сумматора 7, выход эквивалента 8 - к вычитающему входу сумматора 2, а выход эквивалента 3 к вычитающему вхс)Ду сумматора 5,

На вход эквиаа;;;ента 3 поступает разница выходных сиг.алов датчика 1 и экввалента S, на вход усилителя 6 подается разница выходных сигналов датчика 4 и эквивалента 3, а на вход эквивалента вразница вьтходных сигналов эквивалента 3 и усилителя 6.

Передаточные функции эквивалентов 3 и 8 в пределе должны быть равны передаточным функдиям электромагнитного 9 и электромеханического 1О контуров двигателя 11 соответственно. Здесь предполагается двигатель независимого возбуждения, структурная схема которого содержит два сумматора 12 и 13, а, также электромагнитный 9 и электромеханический 10 контуры. У(ртройство имеет три выхода 14,15 и 16.

Наличие статич«)ской составляющей тока якоря представлено сигналом (-jна вьгштающем входе сумматора 13.

Выходным сигналом электромагнитного контура 9 является ток якоря двигателя ( Ug ), измеряемый в его якорной цепи. Выходньнл сигналом электромеханического контура 10 является ЭДС якоря { ), которую непосрественно в работающем от источника двигателя невоаможнс.

При пуске двигателя без статической нагрузки .(Д ст О) напряжение на якоре двигателя 11 скачком увеличивается, ток якоря растет с постоянной времени якорной цепи, что на структурной схеме представлено соответствующим изменением сигнала Ug на выходе элемента 9. В ре зультате скорость двигателя (ЭДС якоря) возрастает, что отражено соответствующим изменением сигнала на выходе элемента Ю. В установивщемся режиме вращения ЭДС якоря равна приложеному напряжению, а ток якоря - нулю. Динамический бросок тока якоря при пуске измеряется датчиком 4.

Упомянутьй выше скачок напряжения через датчик 1 и сумматор 2 поступает на вход эквивалента 3, на выходе которого формируется сигнал, равный току якоря двигателя. В результате сигнал усилителя 6 равен нулю, а сигнал Ц , равный в данном случае динамической составляющей тока якоря, через сумматор 7 поступает на первый выход 14 устройства и на вход эквивалента 8. На выходе эквивалента 8, который является вторым выходом 5 15 устройства, сигнал равен ЭДС якоря. При , Ug и , а УЗ 0.

При статической нагрузке. ((..0) скорость двигателя уменьщается, что приводит к уменьщению и появлению сигнала 04. на выходе датчика 4 и раз0ницы сигналов и - и на входе усилителя 6.

Это рассогласование отрабатывается замкнутым контуром из элементов 5-6- 7-8-2-3-5 практически до нулевого зна5чения, что достигается соответствующим выбором коэффициента усилителя 6. В результате обработки на выходе 15 устанавливается значение сигнала, равного ЭДС двигателя, а на вькоде усилителя 6,

0 являющимся третьим выходом 16 устройства, имеет место сигнал, равный статической составляющей тока. В этом установившемся состоянии на выходы сумматору 7 поступают сигналы одинаковой ве5личины с вькодов элементов 3 и 6, в результате чего на входе эквивалента 8 сигнал равен нулю.

Таким образом, устройство позволяет измерять статическую, динамическую со0ставпя1сщие тока, а также ЭДС якоря двигателя без датчика скорости, что упрощает конструкцию, устройства.

изобретения

45 Формула

Устройство для измерения электрических параметров электродвигателя, содержащее последовательно соединенные датчик тока якоря двигателя, первый сумматср и усилитель, а также последовательно соединенньге эквивалент электромагнитного контура, например в виде апериодического звена, второй сумматф и эквиваленг электромеханического контура двигателя, например в виде интегратс а, о т л и ч а-, ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, R него введены датчик напряжения якоря

двигателя и трегий сумма гс, включенный между датчиком напряжения и входом эквивалента электромагнитного ксятура, вычитающий вход третьего cyMMaTqpa подключен к выходу эквивалента электромеханического ксжтура двигателя, выход эквивалента электромагнитного ксжтура подключен к вычитающему входу первого сумматора, а выхо усилителя соединен с вычитающим входом второго сумматора.

Источники кнформапин, принятые во -внимание при экспертизе

1.Лебедев Е. Д. и У1фавленне вентильными электроприводами постоян,ного тока. М., Энергия, 197О,

с. 151.

2.Иванов Г. М. я др. Повышеняе точности т(фисторных электроприводов постоянного тока. Сб. Электротехническая, промышленность. Сер. Эпектроп{жвоа, вып. 3 (65). М., Информэлсктро, 1976.