CS277652B6

CS277652B6 - Wiring for rotational speed measurement, induction motor rotor

Info

Publication number: CS277652B6
Application number: CS905242A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Ing Csc Papez; Stanislava Ing Csc Papezova
Original assignee: Cvut Elektrotechnicka
Priority date: 1990-10-26
Filing date: 1990-10-26
Publication date: 1993-03-17
Also published as: CS524290A3

Abstract

Mezi stator (3) indukčního motoru a zdroj (4) střídavého napětí, který tento indukční motor napájí, Je zapojen dvoupolohový přepínač (1). Svorky (10) první polohy dvoupolohového přepínače (1) jsou spojeny s výstupem zdroje (4) střídavého napětí a svorky (20) druhé polohy dvoupolohového přepínače (1) jsou spojeny se vstupem vyhodnocovacího zařízení (2), například s čítačem či měřičem doby kmitu. Zařízení je vhodné pro průběžná kontrolní měření frekvence otáčení rotoru indukčního motoru.A two-position switch (1) is connected between the stator (3) of the induction motor and the AC voltage source (4) that supplies the induction motor. The terminals (10) of the first position of the two-position switch (1) are connected to the output of the AC voltage source (4) and the terminals (20) of the second position of the two-position switch (1) are connected to the input of an evaluation device (2), for example a counter or a time-of-oscillation meter. The device is suitable for continuous control measurements of the rotor rotation frequency of the induction motor.

Description

Vynález se týká zapojení pro měření frekvence otáčení roteru •indukčního motoru a řeší problém stanovení frekvence otáčení rotoru střídavého motoru a dílů s ním bezprostředně spojených, v případě kdy je obtížné nebo nemožné s otáčející se soustavou mechanicky vázat běžné měřicí zařízení.The present invention relates to a circuit for measuring the rotational frequency of a rotor of an induction motor and solves the problem of determining the rotational frequency of a rotor of an AC motor and parts directly connected thereto when it is difficult or impossible to mechanically bind conventional measuring equipment to a rotating system.

V současné době se pro měření frekvence otáčení indukčního motoru používá řada různých přístrojů. V případě, že je možné mechanické spojení s rotující soustavou, jsou používány rozličné typy tachodynam, tachogenerátorů, indukční měřiče založené na působení vířivých proudů, impulsní měřiče, využívající měření počtu pulsů, které jsou mechanicky, indukčně, kapacitně nebo opticky generovány rotující soustavou.Currently, a number of different instruments are used to measure the rotational frequency of an induction motor. Where mechanical connection to a rotating system is possible, various types of tachodynamics, tachogenerators, inductive meters based on eddy currents, pulse meters using measurements of the number of pulses which are mechanically, inductively, capacitively or optically generated by the rotating system are used.

Zvláštní typ měření tvoří měření stroboskopická, která využívají přímého zrakového pozorování rotující soustavy, osvětlované impulsním světelným zdrojem proměnné frekvence.A special type of measurement consists of stroboscopic measurements, which use direct visual observation of a rotating system, illuminated by a pulsed light source of variable frequency.

Popsané měřicí způsoby a tedy i příslušná zařízení mají . určité nevýhody. Vždy je nutné použít dalšího zařízení, které se k měření rotující soustavě mechanicky připojuje. Tím se zvyšuje složitost, rozměry a zároveň i rostou náklady na tato řešení. V případě, že se měří uzavřená soustava, je nutný zásah do této soustavy, který je obtížný a někdy téměř nemožný. Stroboskopická metoda je do určité míry subjektivně ovlivnitelná a nelze ji použít pro měření rychleji proměnné frekvence otáčení a navíc vyžaduje další přizpůsobení a doplnění dalšími prvky, např. kotouči s reflexními plochami nebo otvory. . . .The described measuring methods and thus also the respective devices have. certain disadvantages. It is always necessary to use another device that is mechanically connected to the measuring system to measure. This increases the complexity, size and at the same time increases the cost of these solutions. If a closed system is measured, intervention in this system is necessary, which is difficult and sometimes almost impossible. The stroboscopic method is to some extent subjectively influenced and cannot be used to measure a faster variable speed and, in addition, requires further adaptation and addition of other elements, such as disks with reflective surfaces or holes. . . .

Speciálním měřením je měření frekvence otáčení rotující anody rentgenky, tedy se celá rotující soustava nachází v evakuovaném prostoru uvnitř skleněné baňky a do rotačního pohybu je uváděna indukčním elektromotorem. V tomto případě jsou z dříve uvedených způsobů použitelné v podstatě dva, a to stroboskopické měření a impulsní měření, využívající optoelektronické generování impulsů. Použití stroboskopické metody je velmi obtížné a mnohdy vyloučené, neboť rotující díly nejsou prakticky opticky dosažitelné. Stejně tak je komplikované měření frekvence otáčení anody rentgenky za provozu, které je nutné pro stanovení vlivu oteplení rotující soustavy ztrátovým výkonem, kdy přítomnost velmi vysokého napětí a silného Rentgenová záření navíc vyžaduje důkladnou ochranu obsluhy stroboskopu.A special measurement is the measurement of the rotational frequency of the rotating anode of the X-ray machine, ie the entire rotating system is located in the evacuated space inside the glass flask and is put into rotational motion by an induction electric motor. In this case, essentially two of the previously mentioned methods can be used, namely stroboscopic measurement and pulse measurement, using optoelectronic pulse generation. The use of the stroboscopic method is very difficult and often ruled out, because rotating parts are not practically optically accessible. Likewise, measuring the frequency of rotation of the anode of the X-ray machine during operation is complicated, which is necessary to determine the effect of heating of the rotating system by power dissipation, where the presence of very high voltage and strong X-rays also requires thorough protection of the strobe operator.

Impulsní metoda v tomto případě předpokládá zásah do konstrukce rentgenky, protože vyžaduje vytvoření soustavy světlo odrážejících a pohlcujících ploch nebo otvorů, která umožňuje modulaci světelného paprsku, využitelného pro generování měřicích impulsů. Potom je tato metoda dobře použitelná při měření frekvence otáčení anody rentgenky bez anodového napětí na zkušebním stojanu. Komplikace však vznikají při měření za provozu ' nebo při požadavku servisní kontroly, kdy by byla nutná instalace optoelektronického snímače do hlavice rentgenového zářiče. Vzhledem k přítomnosti velmi vysokého napětí a značně stěsnané konstrukci zářiče, provozu rentgenky v oleji, poměrně vysoké provozní teplotě a silnému rentgenovému záření je konstrukce a umístění optoelektronického snímače do zářiče též velice komplikované, zvyšuje náročnost výroby zařízení a může snížit jeho spolehlivost. .The pulse method in this case presupposes an intervention in the construction of the X-ray, because it requires the creation of a system of light reflecting and absorbing surfaces or apertures, which allows the modulation of the light beam usable for generating measuring pulses. Then, this method is well applicable for measuring the rotational frequency of an X-ray anode without anode voltage on a test stand. However, complications arise during in-service measurements or when a service inspection is required, when it would be necessary to install an optoelectronic sensor in the head of the X-ray emitter. Due to the presence of very high voltage and considerably cramped emitter design, X-ray oil operation, relatively high operating temperature and strong X-rays, the design and placement of the optoelectronic sensor in the emitter is also very complicated, increases equipment complexity and can reduce reliability. .

Výše uvedené nadostatky odstraňuje zapojení pro měření frekvence otáčení rotoru indukčního motoru podle vynálezu. Jeho podstatou je, že mezi stator indukčního motoru a zdroj střídavého napětí tohoto indukčního motoru je zapojen dvoupolohový přepínač. Svorky první polohy tohoto dvoupolohového přepínače jsou spojeny s výstupem zdroje střídavého napětí a svorky jeho druhé polohy jsou spojeny se vstupem vyhodocovacího zařízení, například s čítačem nebo měřičem doby kmitu apod.The above-mentioned surpluses are eliminated by the circuit for measuring the rotational frequency of the rotor of the induction motor according to the invention. Its essence is that a two-position switch is connected between the stator of the induction motor and the AC voltage source of this induction motor. The terminals of the first position of this two-position switch are connected to the output of the AC voltage source and the terminals of its second position are connected to the input of the ejection device, for example to a counter or oscillation time meter, etc.

Výhodou tohoto.zapojení je jeho přesnost, jednoduchost a tedy i nízké náklady. V případě jeho použití u soustav uzavřených v prostoru, jako je například v případě rentgenky, není potřeba žádného dalšího přizpůsobování a zařazení doplňujících prvků. V případě měření frekvence otáčení například u rentgenech není tedy nutný žádný zásah do stávající konstrukce rentgenek ani rentgenových zářičů. Zařízení je pouze na libovolném místě připojeno do přívodu napájecího napětí pohonného motoru.The advantage of this connection is its accuracy, simplicity and therefore low cost. In the case of its use in systems enclosed in space, such as in the case of an X-ray machine, no further adaptation and inclusion of additional elements is required. In the case of measuring the rotational frequency, for example in the case of X-rays, therefore, no intervention in the existing design of X-rays or X-ray emitters is necessary. The device is only connected to the supply voltage of the drive motor at any point.

Příklad uspořádání zapojení podle vynálezu je blokově uveden na přiloženém výkrese. 'An example of a circuit arrangement according to the invention is shown in block form in the accompanying drawing. '

Zapojení je tvořeno dvoupolohovým přepínačem 1 a vyhodnocovacím zařízením 2. Dvoupolohový přepínač 1 je zapojen mezi stator 3. indukčního motoru a zdroj 4 střídavého napětí tohoto, indukčního, motoru a to tak, že svorky 10 první polohy jsou spojeny s výstupem zdroje 4 střídavého napětí a svorky 20 druhé - polohy jsou spojeny se vstupem vyhodnocovacího zařízení 2, kterým , může být například čítač či měřič doby kmitu.The connection consists of a two-position switch 1 and an evaluation device 2. The two-position switch 1 is connected between the stator 3 of the induction motor and the AC source 4 of this induction motor, so that the terminals 10 of the first position are connected to the output of the AC source 4 and the terminals 20 of the second position are connected to the input of the evaluation device 2, which can be, for example, a counter or an oscillation time meter.

* . Zapojení využívá napětí indukovaného do statoru 2 indukčního motoru po odpojení napájecího napětí, tedy zdroje 4 střídavého napětí. Indukované napětí ve statoru 2 vzniká působením remanentního magnetismu, případně doznívajících proudů v rotoru. Frekvence tohoto napětí je úměrná frekvenci otáčení rotoru 3. Měření frekvence indukovaného napětí je provedeno při krátkodobém odpojení napájecího napětí kratším než 1 s, kdy vzhledem k malému tlumení a značné setrvačnosti rotující soustavy nedojde k významné změně frekvence otáčení. Při měření je tedy dvouplohovým přepínačem 1 automaticky nebo ručně přívod rotoru 2 indukčního motoru odpojen od zdroje £ střídavého napětí a připojen k vyhodnocovacímu zařízení 2. Vyhodnocovacím zařízením 2, které může pracovat buď jako čítač kmitů nebo měřič doby kmitu, je určen kmitočet indukčním motorem generovaného napětí, který je v závislosti na konstrukci indukčního motoru úměrný frekvenci otáčení podle rotoru 2· Po měření může být dvoupolohovým přepínačem 1 rotor 2 připojen zpět ke zdroji 4 střídavého napětí.*. The connection uses the voltage induced in the stator 2 of the induction motor after disconnecting the supply voltage, i.e. the AC voltage source 4. The induced voltage in the stator 2 is created by the action of remanent magnetism or fading currents in the rotor. The frequency of this voltage is proportional to the rotational frequency of the rotor 3. The measurement of the frequency of the induced voltage is performed with short-term disconnection of the supply voltage shorter than 1 s, when due to low damping and considerable inertia of the rotating system. Thus, during the measurement, the two-position switch 1 automatically or manually switches off the induction motor rotor 2 from the AC voltage source 6 and connects it to the evaluation device 2. The evaluation device 2, which can operate either as an oscillation counter or an oscillation time meter, determines the frequency of the induction motor generated by the induction motor. voltage, which, depending on the design of the induction motor, is proportional to the rotational frequency according to the rotor 2 · After the measurement, the rotor 2 can be connected back to the AC voltage source 4 by a two-position switch 1.

Zapojení podle vynálezu je použitelné při všech aplikacích, kde se měří průběžně frekvence otáčení rotoru indukčního motoru, to znamená při kontrolních měřeních. Velmi výhodné je jeho využití u proměřování uzavřených rotujících soustav. Použití zapojení podle vynálezu předpokládá, aby rotující soustava byla málo tlumena a měla dostatečně velký moment setrvačnosti, takový, aby změna frekvence otáčení po odpojení napájecího napětí motoru, během doby několika desítek ms až cca 1 s byla v únosných mezích z hlediska přesnosti určení frekvence otáčeni.The circuit according to the invention can be used in all applications where the rotational frequency of the rotor of an induction motor is measured continuously, i.e. in control measurements. Its use is very advantageous for measuring closed rotating systems. The use of the circuit according to the invention presupposes that the rotating system is poorly damped and has a sufficiently large moment of inertia, such that the change in speed after disconnecting the motor supply voltage over a period of tens of ms to about 1 s is within tolerable limits of accuracy. .

Claims

PATENT CLAIMS

Circuit for measuring the rotational frequency of an induction motor rotor, characterized in that a two-position switch (1) is connected between the stator (3) of the induction motor and the AC voltage source (4) for the induction motor so that the terminals (10) of its first position are connected to the output of the AC voltage source (4) and the terminals (20) of the second position of the two-position switch (1) are connected to the input of the evaluation device (2).