Устройство для контроля крутящего момента на валу электродвигателя Советский патент 1982 года по МПК G01L3/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА НА ВАЛУ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля крутящего момента валу асинхронного электродвигателя.

Известно устройство для контроля крутящего момента на валу электродвигателя, содержащее трансформатор напряжения, трансформатор тока, фазовращатель, два ограничителя, схему сравнения и усилитель 1.

Недостатком данного устройства является низкая точность, обусловленная формой и амплитудой сигнала на выходах фазовращателя и трансформатора напряжения, параметрами ограничителей, колебанием напряжения питания электродвигателя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля крутящего момента на валу электродвигателя, содержащее трансформатор напряжения и трансформатор тока, включенные в статорную цепь электродвигателя, фазовращатель, вход которого соединен с выходом трансформатора тока, формирователь импульсов, соединенный своими входами с выходами фазовращателя и трансформатора напряжения, задатчик уровня, один

выход которого связан с первым входом формирователя временного интервала, первый интегратор, связанный одним своим входом с выходом формирователя временного интервала, и второй интегратор 2.

5К недостаткам известного устройства относится низкое быстродействие, так как для снятия информации о величине крутящего момента относительно заданного его значения необходимо, чтобы вектор тока находился в третьем квадранте, и низкая точность, которая определяется примененным в устройстве способом устранения влияния частоты питающей сети на результат контроля.

Цель изобретения - повышение точнос5 ти и быстродействия работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля крутящего момента на валу электродвигателя введены схема задержки, связанная своим входом с третьим выходом формирователя импульсов, триггер, соединенный своими входами с выходом схемы задержки и третьим выходом формирователя импульсов, третий интегратор, вход которого связан с выходом триггера, дополнительный формирователь временного интервала, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым выходом задатчика уровня и выходом третьего интегратора, а выход - с вторым входом нервого интегратора, управляющие входы формирователей временных интерва;iOB связаны с первым выходом формирователя импульсов, второй выход которого сординен с входом второго интегратора, связанного своим выходом с вторым входом формирователя временного интервала, а вход задатчика уровня связан с выходом трансформатора напряжения. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу в случае, когда крутящий момент на валу электродвигателя меньше заданного значения; на фиг. 3 - то же, в случае, когда крутящий момент на валу электродвигателя больше заданного его значения. Устройство для контроля крутящего момента на валу электродвигателя содержит асинхронный двигатель 1, трансфор.матор 2 тока, трансформатор 3 напряжения, фазовращатель 4, задатчик 5 уровня, формирователь 6 импульсов, схему 7 задержки, триггер 8, первый 9, второй 10 и третий 11 ийтеграторы, формирователь 12 временного интервала и дополнительный формирователь 13 временного интервала. Устройство работает следующим образом. Сигналы, снимаемые с выходов трапсфор.матора 3 напряжения и фазовращателя 4, подаются на входы формирователя 6 и.мпульсов, с выходов которого снимаются три сигнала. Сигнал 6.1 формируется в моменты пере.ходов через нулевой уровень с минуса на п;иос сигнала большей фазы (ток или напряжение). С второго выхода снимаются импульсы прямоугольной формы 6.2, начала которых совпадают с моментами -переходов с . на плюс, а концы - с плюса на .iHHye через нулевой уровень сигнала 4. Сигнал 6.3 формируется в момент переходов через нулевой уровень с минуса на плюс сигнала меньшей фазы (ток или напряжение в зависимости от величины крутян его момента М относительно заданного значения Mj) Если М Mj, то fI fa О М Мз,,тоcfj 2.(2) Сигнал 6.3 устанавливает RS-триггер в «единицу, а также подается на вход схемы 7 задержки, вре.мя задержки которой определяется выражением иа где ij - верхний и нижний пределы изменения частоты питающего напряжения. Сигнал 7 устанавливает RS-триггер 8 в «нуль. Таким образом, длительность сигнала 8 равна времени задержки блока 7. Выходной сигнал триггера 8 после интегрирования в интеграторе 11 и нестабилизированный сигнал задатчика уровня 5.2 поступают на входы дополнительного формирователя 13 временного интервала. Сигнал 6.2 поступает на вход интегратора 10. Сигнал 10 и стабилизированный сигнал 5.1 задатчика 5 уровня подаются на входы формирователя 12 временного интервала. На выходах формирователей 12 и 13 вре.менных интервалов формируются прямоугольные импульсы, начала которых совпадают с моментом прихода сигнала 6.3 на их управляющие входы, а концы - с .моментами переходов сигналов 10 и 11 с низкого уровня на высокий через уровень сигналов 5.1 и 5.2 соответственно. Сигналы 12 и 13 поступают на входы интегратора 9, с выхода которого снимается однозначная информация о величине крутящего момента на валу электродвигателя относительно заданного его значения. Устройство может работать в трех режимах: крутящий .момент на валу электродвигателя .меньще заданного его значения, в этом случае с выхода интегратора 9 снимается отрицательный уровень сигнала; крутящий момент на валу электродвигателя больще заданного момента - с выхода интегратора 9 снимается отрицательный уровень сигнала; крутящий момент на валу электродвигателя равен заданно.му его значению - с выхода интегратора 9 снимается нулевой уровень сигнала. Введение схемы 7 задержки, триггера 8, интегратора 11, дополнительного формирователя 13 временного интервала с соответствующими связя.ми позволяет повысить точность и быстродействие контроля крутящего момента применением более точного способа устранения влияния изменения частоты питающей сети. Повыщение быстродействия достигается тем, что инфор.мацию о величине крутящего момента относительно заданного его значения устройство выдает при нахождении вектора тока в первом квадранте. Формула изобретения Устройство для контроля крутящего момента на валу электродвигателя, содержащее трансформатор напряжения и трансформатор тока, включенные в статорную цепь электродвигателя, фазовращатель, вход которого соединен с выходом трансформатора тока, формирователь импульсов, соединенный своими входами с выходами фазовращателя и трансформатора напряжения, задатчик уровня, один выход которого связан с первым входом формирователя временного интервала, первый интегратор, связанный одним своим входом с выходом формирователя временного интервала, и второи интегратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия контроля, в него введены схема задержки, связанная своим входом с третьим выходом формирователя импульсов, триггер, соединенный своими входами с выходом схемы задержки и третьим выходом формирователя импульсов, третий интегратор, вход которого связан с выходом триггера, дополнительный формирователь временного интервала, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым выходом задатчика уровня и выходом третьего интегратора, а выход - с вторым входом первого интегратора, управляющие входы

формирователей временных интервалов связаны с первым выходом формирователя импульсов, второй выход которого соединен с входом второго интегратора, связанного своим выходом с вторым входом формирователя временного интервала, а вход задатчика уровня связан с выходом трансформатора напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Швеции № 376128, кл. Н 02 h 7/085, опублик. 1976.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2830907/18-10, кл. G 01 L 3/10, 1980 (прототип).

9и,,

иг.5