Устройство для измерения электромагнитного момента электродвигателя Советский патент 1981 года по МПК G01L3/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике и моявт быть использовано для измерения электромагнитного момента асинхронных электродвигателей.

Известно устройство для измерения электромагнитного момента асинхронных электродвигателей, содержащее два множительных устройства тока и потока фазы, выходы которых соединены последовательно-встречно, и два идентичных блока моделирования магнитного потока фазы, включенные между источниками напряжения и тока двух фаз асинхронного двигателя и входами соответствующих множительных устройств 1.

Однако указанное устройство имеет сложную конструкцию измерительной схемы и не обладает универсальностью, так как в нем содержатся элементы, моделирующие параметры конкретного электродвигателя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для измерения электромагнитного момента электродвигателя, содержащее первый масштабный усилитель, соединенный с резистором, включенным последовательно с обмоткой статора двига-

теля, измерительную обмотку, расположенную в зоне обмотки статора и подключенную ко входу интегратора и первому входу блока умножения, блок вычитания и блок деления, соответствующие входы j OTopoго связаны с выходом блока умножения и датчиком частоты питающего двигатель напряжения, а выход - с регистрирующим устройством 2,

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения и сложность конструкции.

Цель изобретейия - повышение точио15 стиизмерения момента асинхронного двигателя.

Указанная цель достигается за счет того, что в известное устройство введен второй масштабный усилитель, причем выход первого масштабного усилителя соединен с одним входом блока вычитания, другой вход которого через второй масштабный усилитель связан с выходом интегратора, а выход блока вычитания соединен со вторым входом блока умножелия.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения момента электродвигателя, содержащего одну

30 статорную обмотку; на фиг.2 - то же

для электродвигателя, содержащего три статорные обмотки.

Устройство для измерения электромагнитного момента электродвигателя содержит резистор 1, включенный последовательно со статорной обмоткой 2, измерительную обмотку 3, расположенную в зоне обмотки статора, канал 4 формирования электромагнитной мощности, состоящий из интегратора 5, ко входу которого подключена измерительная обмотка 3 первого и второго масштабных усилителей 6 и 1, входы которых связаны, соответственно, с резистором 1 и выходом интегратора 5, а выходы, соответственно, - с одним и другим входами блока 8 в aчитaния и блока 9 умножения, первый и второй входы которого соединены, соответ- . ственно, с измерительной обмоткой 3 и выходом блока 8 вычитания, блок 10 деления, датчик 11 частоты питающего двигатель напряжения и регистрирующее устройство 12, причем соответствующие вхрды блока 10 деления связаны с выходом блока 9 умножения и датчиком 11 частоты, а регистрирующее устройство соединено с выходом блока деления.

Для случая трехфазного асинхронного двигателя (фиг. 2) устройство содержит три идентичных канала 1315 формирования электромагнитной мощности фазы, резисторы 16-18, включенные последовательно с обмотками 1921 статора, три измерительных обмотки 22-24 и сумматор 25, причем выходы блоков 9 .умножения каналов 1315 формирования мощности связаны со входами сумматора 25, выход которого связан с соответствующим входом блока 10 деления.

Электромагнитный момент определяется согласно выражению

- Рэм

М,

3IW W электромагнитная мощность

двигателя;

частота питающего двигатель напряжения.

омагнитная мощность опредесоответствии с выражением

.

ЭДС к-ой измерительной

обмотки;

ток к-ой обмотки ротора двигателя, приведенный к цепи статора. тора iy. определяется как

л -1 -Л К ЛК 6К

где 1., - ток намагничивающего конту ра двигателя; i - ток статора двигателя.

Сигналы,пропорциональные if., снимаются, соответственно, с резистора, включенного последовательно с обмоткой статора двигателя, и с выхода интегратора;, на вход которого подается сигнал, пропорциональный ЭДС

. . С - , -,. Хо

де f - номинальная -частота питающего напряжения;

Хр - сопротивление намагничивающего контура;

W - число витков измерительной обмотки;

с - конструктивная., постоянная

фазной обмотки статора двигателя;

5ц -поток-в воздушном зазоре двигателя.

Индекс к обозначает принадлежность соответствующих величин одноименным

фазам двигателя.

Устройство работает следукзщим образом.

С резистора 1 сигнал, пропорциональный току статора, через первый

масштабный усилитель б поступает на один из входов блока 8 вычитания.Од новременно сигнал с измерительной обмоткой .3 подается на вход интегратора 5 и с его выхода через второй масштабный- усилитель 7 поступает на

другой вход блока 8 вычитания. На выходе блока 8 вычитания формируется сигнал, пропорциональный току ротора, который подается .на второй, вход блока 9 перемножения. Одновременно

на первый вход блока 9 перемножения поступает сигнал, пропорциональный ЭДС, снимаемый с измерительной обмотки 3. На выходе блока 9 перемножения получается величина, пропорциональная электромагнитной мощности, которая поступает на соответствующий вход блока 10 деления(фиг.1). В блоке 10 деления сигнал, пропорциональный электромагнитной мощности,

делится на сигнал, пропорциональный частоте питающего двигатель напряжения, который снимается с выхода датчика 11 частоты и поступает на соответствующий вход блока 10 деления.

Сигнал с выхода блока 10 деления, пропорциональный электромагнитному моменту асинхронного двигателя, подается на вход регистрирующего устройства 12. ;

В случае трёхфазного двигателя

(фиг. 2) на соответствующий вход блока 10 деления подается сигнал, пропорциональный электромагнитной мощности двигателя, с выхода сумматора 25, на входы которого поступают

сигналы, пропорциональные электромагнитной мощности фаз двигателя с каналов 13-15.

Настройка масштабных усилителей производится с помощью постоянного или синусоидального эталонных напряжений. Входное напряжение усилителя 7 должно в к раз (к ) превьлиать его выходное напряжение. Входное напряжение усилителя 6 должно в R раз превышать его выходное напряжение, где R - сопротивление резистора.

Использование в устройстве второго масштабного усилителя и связей первого и второго усилителей со вторым входом блока умножения через блок вычитания для формирования элетромагнитной мощности по току ротора, приведенному к цепи статора, позволит повысить точность измерения электромагнитного момента асинхронного электродвигателя.

Формула изобретения Устройство для измерения электромагнитного момента электродвигателя, содержащее первый масштабный усилитель, соединенный с резистором, включенным последовательно с обмоткой статора двигателя, измерительную обмотку, расположенную в зоне обмотки статора и подключенную ко входу интегратора и первому входу блока умножения, блок вычитания и блок деления, соответствующие входы которого связаны с выходом блока умножения и датчиком частоты питающего двигатель напряжения, а выход - с регистрирующим устройством, отличаю0щееся тем, что, с целью повышения точности измерения момента асинхронного двигателя,в него введен второй масштабный усилитель,причем выход первого масштабного усилителя соединен с одним входом блока вычитания, другой вход которого через второй масштабный усилитель связан с выходом интегратора, а выход,блока вычитания соединен со вторым входом

0 блока умножения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Авторское свидетельство СССР № 492764, кл. G 01 L 3/00, 20.03.74. 2 Авторское свидетельство СССР № 649971, кл. G 01 L 3/00, 02.08.76 (прототип).