Устройство для измерения вращающего момента на валу электробура Советский патент 1982 года по МПК G01L3/00 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в горной, нефтяной и газовой промышленности. Известно устройствр для измерени вращёиощего момента, содержащее датчик активной мощности, корректирующую цепочку, компенсатор oцнocтй холостого: хода, два сумматора, дели тельное устройство, задатчик синхро ной частоты вращения и регистратор U 3. Однако устройство не обеспечивает требуемой точности измерения. Наиболее близким по техническ Л сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для измерения вращающего момента на валу электробура, содержащее преобразователь активной мощности и квад ратор, соединенные с трансформато ром тока цепи питания электробура, множительную схему, вхОды которой связаны соответственно с выходом кв ратора и компенсатором в токоподводе и в обмотках двигателя электробура, а выход - с первым вхб дом одного сумматора, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом преобразователя активной мощности и выходом другого сумматора, первый и второй входы которюго связаны соответственно с выходом двигателя напряжения и выходом компенсатора мощности холостого хода электробура, н индикатор 2. Устройство также не обеспечивает требуемэй точности измерения из-за влияния на величину мощности холостого хода изменения частоты вращения Ьала электробура при изменяющейся нагрузке. Цель изобретения - повышение трчнорти измерения. Указанная цель достигается за счет, того, что в устройство введены преобразователь тока,и компенсатор тока холостого хода электробура, соединенный с третьим входЬм другого сумматора, причем вход преобразователя тока связан с трансформатором тока, а выход - с двигателем напряжения, при этом индикатор соединен с выходом одного сумматора. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство для измерения вращающего момента на валу электробура содержит преобразователь 1 активной мощности, квадратор 2, преобразователь 3 тока в цепи питания электробура множительную схему 4, компенсатор 5 потерь в токоподводе и в обмотках электробура, один сумматор б, компенсаторы 7 и 8 тока и.мощности холостого хода электробура, делитель 9 напряжения, другой сумматор 10 и индикатор 11 вращающего момента. Входы преобразователя 1 через трансформаторы тока и напряжения подключены к сети питания электробура. К трансформаторам тока подключены также входы кващратора 2 и преобразователя 3. К входам множительной схемы 4 подключены выходы квадратора 2 и компенсатора 5 активного сопротивления обмоток двигателя электробура и токоподвода. Выходы множительной схемы 4, преобразователя 1 и сумматора 10 подключены к входам сумматора 6. К входам сумматора 10 подключены выход преобразователя 3 тока через делитель 9 напряжения и выходы компенсаторов 7 и 8 тока и мощности холостого хода. Выход сумматора б подключен к индикатору 11 вращающего момента.

Напряжение U на выходе преобразователя 1 пропорционально активной мощности

U-, K UIcosM ,

где и - напряжение. В;

I - ток- в цепи питания электробура, А;

cos Ч - косинус угла между ними; коэффициент пропорциональности. Напряжение Uij на выходе квадратора 2 пропорционально квадрату тока Oil Kql

в множительной схеме 4 напряжение снимаемое с выхода квадратора 2, умножается на величину г, пропорциональную активному сопротивлению обмоток двигателя электробура Гд и сопротивлению токоподвода г , т.е. г ГД6+ Гтп .

Таким образом, на выходе множителной схемы 4 напряжение U пропорционально потерям в двигателе и токоподводе.

. Ua

На выходе компенсатора 7 напряжение и пропорционально току холостого хода, а на выходе компенсатора 8 напряжение Ug KgP пропорционально мощности холостого хода электробура. Напряжение U(, на выходе преобразователя 3 тока пропорционально току в цепи питания двигателя Uj . На выходе сумматора 10 напряжение и, K,() пропорционально мощности холостого хода при изменяющейся нагрузке на валу электробура. С выхода сумматора 6 напряжение Ug, пропорциональное вращающему моменту-на валу электробура Ue KgdJ -Uj-Uy) поступает на вход индикатора 11 вращающего момента. K(j;-Kg коэффициенты пропорциональности.

Использование в устройстве компенсатора тока холостого хода и преобразователя тока позволяет повысить точность измерения крутящего момента за счет учета влияния изменения частоты вращения при изменяющейся нагрузке на величину мощности холостого хода.

Формула изобретения

Устройство для измерения вращающего момента на валу электробура, содержащее преобразователь активной мощности и квадратор, соединенные с трансформатором тока цепи питания электробура, множительную схему, входы которой связаны соответственно с выходом квадфатора и компенсатором потерь в токоподводе и в обмотках двигателя электробура, а выход - с первым входом одного сумматора, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом преобразователя активной мощности и выходо.м другого сумматора, первый и второй входы которого связаны соответственно с выходом делителя напряжения и выходом компенсатора мощности холостого хода электробура, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены преобразователь тока и компенсатор тока холостого хода электробура, соединенный с третьим входом другого сумматора, причем вход преобразователя тока связан с транфсорматором тока, а выход - с делителем напряжения, при этом индикатор соединен с выходом одного сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 678352, кл. G 01 L 3/10, 13.06.77

2.Авторское свидетельство СС(5р 717573, кл. G 01 L 3/10, 31.01.78 (прототип).

0

//