Устройство для измерения момента нагрузки электродвигателя постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК G01R31/34 G01L3/22 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТА НАГРУЗКИ НА ВАЛУ .ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения момента нагрузки двигателя постоянного тока.

Известно устройство для измерения момента нагрузки на валу двигателя постоянного тока, содержащее блоки измерения электромагнитного момента и динамического момента, выходы, которых подключены к суммирующему блоку, на выход которого подсоединен блок индикации 1.

Недостаток устройства - малая точность измерения момента нагрузки механизма изза неучета трения в подшипниках двигателя.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения момента нагрузки на валу электродвигателя постоянного тока, содержащее блоки измерения электромагнитного момента и момента трения в подщипниках, запоминающий блок, к информационному входу которого подключен блок измерения момента трения в подшипниках, а к управляющему входу -блок управления, выходы запоминающего блока и блока измерения электромагнитного момента подсоединены к входам суммирующего блока, выход которого подключен к блоку индикации 2.

Однако из-за отсутствия информации об изменении момента трения в подшипниках во всем диапазоне изменения скорости электродвигателя снижается точность измерения момента нагрузки.

Цель изобретения - повышение точности измерения момента нагрузки во всем

10 диапазоне изменения скорости электродвигателя.

Для достижения поставленной цели в устройство введен цифро-аналоговый преобразователь, а блок измерения момента трения в подшипниках снабжен датчиком

15 частоты вращения двигателя , коммутирующим блоком, дифференцирующим блоком, двумя аналого-цифровыми преобразователями, при этом первый выход датчика частоты вращения соединен через коммутирующий блок с последовательно включенными дифференцирующим блоком и первым аналого-цифровым преобразователем, выход которого подключен к первому входу запоминающего блока, второй выход датчика частоты вращения подключен к второму входу запоминающего блока через второй аналого-цифровой преобразователь, блок управления соединен с управляющим входом коммутирующего блока, а между выходом запоминающего блока и входом суммирующего блока включен цифро-аналоговый преобразователь. На чертеже представлена блок-схема измерительного устройства. Устройство состоит из измерителя 1 тока якоря, блока 2 умножения, суммирующего блока 3, блока 4 индикации, датчика 5 электродвижущей силы, датчика 6 частоты вращения, блока 7 деления, коммутирующего блока 8, дифференцирующего блока 9, первого аналого-цифрового преобразователя 10, запоминающего блока 11, управляющего блока 12, второго аналого-цифрового преобразователя 13, цифро-аналогового преобразователя 14 и блока 15 вычисления момента холостого хода. Блоки 1, 2, 5 и 7 образуют блок измерения электромагнитного момента. При этом первый вход коммутирующего блока 8 соединен с выходом датчика бис входом второго аналого-цифрового преобразователя 13, а выход - с входом дифференцирующего блока 9, выход которого соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя 10, выход которого соединен с первым входом запоминающего блока 11. С управляющим входом блока 11 соединен выход блока 12 управления, а с вторым информационным входом - выход второго аналого-цифрового преобразователя 13. Выход запоминающего блока 11 подключен к входу цифро-аналогового преобразователя 14, выход которого соединен с входом блока 15 вычисления момента холостого хода, а его выход подключен к суммирующему блоку 3. Блок 4 индикации подключен к выходу суммирующего блока 3. Перед измерением момента нагрузки двигателя предварительно разгоняют двигатель на холостом ходу до максимальной установивщейся скорости и, затем, отключив двигатель от сети, замыкают коммутирующий блок 8. Двигатель останавливается под воздействием момента холостого хода. При этом напряжение, пропорциональное угловой скорости, подается с датчика 6 на дифференцирующий блок 9 и аналого-цифровой преобразователь 13. Напряжение, пропорциональное производной угловой скорости по времени, подается на первый аналого-цифровой преобразователь 10, сигнал с выхода которого в виде кода параллельно с выходным кодом преобразователя 13 подается на соответствующие адреса запоминающего блока 11, где он записывается при подаче на вход запоминающего блока 11 сигнала «Запись с блока 12 управления. При этом в запоминающем блоке 11 происходит запись величины производной угловой скорости, соответствующей определенной угловой скорости при торможении двигателя на холостом ходу. При электромагнитном моменте, равном нулю момент трения на выбеге двигателя пропорционален производной угловой скорости. При измерении момента нагрузки двигателя коммутирующий блок 8 отключает блок 9, на вход запоминающего блока 11 памяти подается код, соответствующий скорости двигателя, на котором происходит измерение момента нагрузки, и сигнал «Считывание с блока 12 управления. Код с выхода блока 11, соответствующий величине углового ускорения двигателя, подается на цифро-аналоговый преобразователь 14, напряжение с выхода которого одновременно с напряжением, соответствующим моменту инерции двигателя, подается на входы блока 15 вычисления момента холостого хода, а выходное напряжение этого блока, соответствующее моменту холостого хода, поступает на вход суммирующего блока 3, где происходит вычитание момента холостого хода из электромагнитного момента двигателя. Результат фиксируется в блоке 4 индикации. Дискретность записи в запоминающем блоке 11 определяется требуемой точностью измерений, а также степенью нелинейности зависимости момента холостого хода от угловой скорости, определяемой вентиляционными и добавочными потерями. Устройство позволяет повысить точность измерения момента нагрузки двигателя, так как оно учитывает нелинейную зависимость момента холостого хода от угловой скорости. Устройство является универсальным, так как может быть использовано для измерения момента нагрузки двигателей постоянного тока любого габарита без изменения кинематической схемы, что дает экономический эффект, который складывается из уменьщения стоимости монтажа, повыщения качества управления технологическими процессами ввиду увеличения точности измерения и экономии производственных площадей, а также уменьщения эксплуатационных затрат при обслуживании ввиду повыщенной надежности устройства. Формула изобретения Устройство для измерения момента нагрузки на валу электродвигателя постоянного тока, содержащее блоки измерения электромагнитного момента и момента трения в подщипниках, запоминающий блок, к информационному входу которого подключен блок измерения момента трения в подщипниках, а к управляющему входу - блок управления, выходы запоминающего блока и блока измерения электромагнитного момеита подсоединены к входам суммирующего блока, выход которого подключен к блоку индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения во всем диапазоне измерения скорости электродвигателя, в устройство введен цифро-аналоговый преобразователь, а блок измерения момента трения в подшипниках снабжен датчиком частоты вращения двигателя, коммутирующим блоком, дифференцирующим блоком, двумя аналого-цифровыми преобразователями, при этом первый выход датчика частоты вращения соединен через коммутирующий блок с последовательно включенными дифференцирующим блоком и первым аналого-цифровым преобразователем, выход

которого подключен к первому входу запоминающего блока, второй выход датчика частоты вращения подключен к второму входу запоминающего блока через второй аналого-цифровой преобразователь, блок управления соединен с управляющим входом коммутирующего блока, а между выходом запоминающего блока и входом суммирующего блока включен цифро-аналоговый преобразователь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 543094, кл. Н 02 К 15/00, 1975.