(54J УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОСВЕННОГО КОНТРОЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ Изобретение относится к электротехнике. Известно устройство косвенного контроля направления вращегдая электрической машины, содержащее трехфазный источник высокой частоты малой мощности, предназначенный для подключения к обмотке статора электрической машины, датчики магнитного поля в виде измерительных катушек, смещенных одна относительно другой на задан ный угол, измерительная схема в виде фазового детектора, подключенного к блоку индикации D J Недостаток устройства - сложность обусловленная необходимостью использования дополнительного высокочастотного источника и ряда измерительных катушек. Известно также устройство для конт роля направления вращения электричес кой мащины, содержащее датчик магнитного поля, размещенньп на внешней, например, боковой поверхности электМАШИНЫрической машины,, и соединенный с. измерительной схемой, подключенной к входу блока индикации Г27. Данное техническое решение наиболее близко к изобретению по технической сущности и достигаемому результату, однако оно обладает малой достоверностью определе1шя направления вращения, так как возможны ложные пок зания из-за наводок при отсутствии .питания машины. Цель изобретения - повыщение достоверности определения направления вращения, Цдя этого измерительная схема выполнена в виде блока сравнения, задающе- . го блока и порогового элемента, а блок, индикации снабжен вторым управляющим входом, при этом датчик магнитного поля подключен к одному из-входов блока сравнения и к управляющему входу блока индикации, к другому входу сравнения подсоединен задающий блок, а выход блока сравнения подключен к входу порогового элемента. На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 - распределение внешнего магнитного поля при двух направлениях вращения . Устройство содержит электрическую машину 1, индуктивный датчик 2 магнит ного поля, блок 3 сравнения, задающий блок 4, пороговый элемент 5, блок индикации 6, усилитель 7. Физическая сущность изобретения основана на том, что при существующей технологии изготовления электрических машин магнитопровод их имеет явно выраженный анизотропных характер. Элект ротехническая сталь, из которой изготовляется магнитопровод, обеспечивает наибольшее намагничивание в направлении оси прокатки и наименьшее в перпендикулярном направлении. Поэтому уровень внешнего магнитного поля рассеяния периодически изменяется по угловой координате на одинаковом радиальном удалении от поверхности ма шины. При измерении внешних переменных магнитных полей реальных электрических машин (асинхронньк двигателей) установлено, что в некоторых точках пространства внешнее магнитное поле существенно изменяется по величине при изменении направления вращения. При угловой координате порядка 180 и правом направлении вращения напряженность внешнего магнитного поля составляет около 0,5 относительных единиц, а при левом направлении вращения напряженность внешнего магнитного поля в тех же точках возрастает вдвое и достигает допустимого предела. Сущность указанного явления можно объяснить, если учесть асимметрию обмоток реальной электрической машины и анизотропию магнитопровода в их совокупности. Та или иная степень асимметрии обмотки всегда имеет место в реальной электрической машине. Она создает пульсирующую составляющую ма нитного поля, которая определенным образом, в соответствии с асимметри ей, ориентирована относительно напра ления прокатки, т.е. относительно ос наибольшего намагничивания. После из менения направления вращения пульсирующая составляющая М.Д.С. зеркально отображается относительно оси непере ключаемой фазы и ее ориентирование п отношению к оси прокатки изменяется. Если ось прокатки не совпадает с осью непереключаемой фазы, то при этом изменится как направление пульсации, так и ее амплитуда. Произойдет перераспределение уровней напряженности внешнего магнитного поля эчектрической машины. Работает устройство следующим образом. На вход блока сравнения 3 с блока 4 подается сигнал, соответствунлций определенному (выбранному произвольно/ направлению вращения электрической машины 1. При вращении электрической машины 1 на второй вход блока 3 сравнения йоступает сигнал с выхода индуктивного датчика 2, и в случае соответствия поступаемого с датчика 2 сигнала сигналу, вьщаваемому задающим блоком 4 с выхода блока 3 сравнения, поступает сигнал на пороговый элемент 5, который переводится в другое устойчивое состояние и выдает информацию на блок 6 индикации о соответствующем направлении вращения электрической машины. Если же с выхода индуктивного датчика 2 на вход блока 3 сравнения поступает сигнал, не соответствующий направлению вращения, заданному задающим блоком 4 то пороговый элемент 5 остается в исходном состоянии и на блоке 6 индикации появляе тся информация об обратном направлении вращения. Для того, чтобы исключить ложную информацию об обратном направлении вращения при неработающей машине,, на управляющий вход блока 6 индикации подается сигнал от индуктивного датчика 2 через усилитель 7. Благодаря этому блок 6 индикации выдает информацию о направлении вращения только при наличии сигнала на вывыходе индуктивного датчика 2. Устройство не следит за изменением напряжения питания двигателя, так как в этом нет необходимости. Согласно экспериментальным данным изменение уровня магнитного поля электрической машины при изменении ее направления вращения достигает двух- и даже в некоторых случаях трехкратной величины. Следовательно, чтобы устройство вьвдало ложную информацию о направлеНИИ вращения, необходимо при том же направлении вращения изменить напряжения питания электрической машины в два или даже в три раза, что практически нереально, так как такие колебания напряжения питания недопустимы двигатель перестанет выполнять свои функции и отпадет необходимость в определении его направления вращения Задающий блок 4 представляет собой аналоговое устройство задания установок с двумя возможными напряжениями на выходе: соответствующее боль шему уровню магнитного поля машины; соответствующее меньшему магнитного поля машины. Как указано в материалах изобретения, воздействие на задающий блок 4 осуществляет оператор, который измеря ет уровни магнитного поля машины при различных направлениях вращения и в зависимости от полученного результата устанавливает переключатель в требуемое .положение блока 4. Так как то или иное направление вращения электрической мапшны связано с определенным порядком чередования фаз, то следовател но, оператор своим воздействием на за дающий блок 4 приводит работу последнего к строго определенному чередованию фаз в сети. Хотя задающий блок 4 и не связан непосредственно с источником питания злектрическсй машин он запоминает порядок чередования фа (примем условно АВС, так как выдает на блок 3 сравнения сигнал, соответствующий именно этому порядку чередо вания фаз. При какой-то другой возможной комбинации порядка чередовани фаз (примем условно BCAJ уровень маг нитного поля машиж в точке измерени окажется равным уровню поля при поряд ке чередования фаз ЛВС, а машина при этом будет вращаться в противоположном направлении и, как результат, устройство выдаст ложную информацию о направлении вращения, Рассмотрим возможные случаи возникновения такой ситуации. При нормальной работе электрической машины ее реверс осуществляется при помощи специальной коммутирующей аппаратуры (чаще всего реверсивш пс магнитных пускателей , которые осуществляют изменение чередования фаз в цепях питания электродвигателя. Известно, что такие устройства позволяют выдавать две возможные комбинации чередования фаз, соответст- вуняцие прямому и обратному направлению вращения (например, ЛВС и АСВ), которые вначале и были проверены оператором. Следовательно, при нормальной работе коммутирующей аппаратуры неблагоприятное для работы устройства сочетания порядка чередования фаз (ВСА получить невозможно. Такое сочетание фаз может возникнуть в двух следующих случаях: при выходе из строя коммутирующей аппаратуры и ее замене; при повреждении и ремонте питающего фидера, а также переключении с одного фидера на другой (такой случай мало вероятен, так как при этом порядок чередования фаз обязательно сохраняется). Тем не менее, и первый и второй случай следует отнести к аварийным режимам, связанным с перебоем питания электрической мащины, что не останется без внимания-оператора и он, в случае необходимости, введет поправку в задающий блок 4, переключив его переключатель в соответствующее положение, и зафиксирует новый порядок чередования фаз. Следует отметить, что оператору не нужно определять истинный порядок чередования фаз, так как он может ориентироваться по положению переключателя в задающем блоке 4, блоку 6 индикации и требуемому направлению вращения, электрической машины. Б случае необходимости функцию оператора (при изменении порядка чередования фаз в аварийных режимах) может выполнить пороговый элемент 5 и фазоуказатель, установленные в задающем блоке 4 и соединенные с источником питания электрической машины, которые внесут соответствующую корректировку в задающий блок 4 при появлении в с.ети неблагоприятного (ВСА) чередования фаз, что повлечет за собой незначительное усложнение схемы устройства. Однако ввьду малой вероятности возникновения такой ситуации вводить автоматическое слежение за чередованием фаз в сети в данном устройстве нецелесообразно. Таким образом, задающий блок 4 осуществляет косвенное запоминание (посредством оператора установленного порядка чередования фаз в сети при аварийных ситуациях при повтором воздействии оператора вносит корективы в работу устройства. Введение в измерительную схему поогового элемента 5 задающего блока 4 блока 3 сравнегшя, а та1сже новойвязи между датчиком 2 и управляющим ходом блока 6 индикации позволяет
повысить достоверность определения ,направления вращения.
Формула изобретения
Устройство для косвенного контроля направле1шя вращения электрической машины, содержащее датчик магнитного поля, размещенный на вцешней, например, боковой поверхности электрической машины, и соединенный с измерительной схемой, подключенной к вхвходу блока индикации, отличающееся тем, чтоу с целью повытения достоверности определения направления вращения, измерительная схема вьшолнена в виде блока сравнения, задающего блока и порогового
элемента, а блок индикации снабжен вторым управляющим входом, при этом датчик магнитного поля подключен к одному из входов блока сравнения и к управляющему входу блока индикации, к другому входу блока сравнения подсоединен задающий блок, а выход блока сравнения подключен к входу порогового элемента.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Патент США № 3943504, кл. 340-271, 1976.
2.Скрьшин И.З. и др. Об изменении внешнего магнитного поля электрических мащин при изменении направления вращения, Электротехника, 1979,
№ 3, с. 40.
