FI66090C - Saett och anordning foer detektering av en asynkronmotors varvtal - Google Patents

Saett och anordning foer detektering av en asynkronmotors varvtal Download PDF

Info

Publication number
FI66090C
FI66090C FI810906A FI810906A FI66090C FI 66090 C FI66090 C FI 66090C FI 810906 A FI810906 A FI 810906A FI 810906 A FI810906 A FI 810906A FI 66090 C FI66090 C FI 66090C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
frequency
components
bandpass filter
motor
frequency difference
Prior art date
Application number
FI810906A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI810906L (fi
FI66090B (fi
Inventor
Anders Per Philip Comstedt
Bo Aoke Elfner
Original Assignee
Elfi Innovationer
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elfi Innovationer filed Critical Elfi Innovationer
Publication of FI810906L publication Critical patent/FI810906L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI66090B publication Critical patent/FI66090B/fi
Publication of FI66090C publication Critical patent/FI66090C/fi

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/02Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
    • G01R23/15Indicating that frequency of pulses is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values, by making use of non-linear or digital elements (indicating that pulse width is above or below a certain limit)
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

6 5090
TAPA 3A LAITE ASYNKRONIMOOTTDRIN KIERROSLUVUN TOTEAMISEKSI-SÄTT OCH ANORDNING FÖR DETEKTERING AV EN ASYNKRONMOTORS VARVTAL
Tämä keksintö koskee menetelmää ja laitetta epätahtimoot-torin kierrosluvun ilmaisemiseksi.
Samassa yhteydessä uudenlaisen moottorisuojan, joka on tar* 5 koitettu suojaamaan epätahtimoottoreita ylikuumenemiselta, esiintuonnin kanssa on osoittautunut välttämättömäksi kierrosluvun ilmaiseminen. Siinä yhteydessä on myös toivottavaa, että vältetään sellaisia kierrosluvun ilmaisimia, jotka vaativat erilliset johdot moottoriin.
10
Keksinnön päämäärä on siksi aikaansaada kierrosluvunilmai-semismenetelmä ja -laite, jotka täyttävät mainitut tarpeet, s.o. eivät vaadi erillisiä johtoja moottoriin.
15 Keksinnön mukaan käytetään hyväksi moottorivirrassa esiintyvien yliaaltojen spektriä ja lähemmin määriteltynä päämäärä saavutetaan antamalla menetelmälle ja laitteelle ne uudet erikoispiirteet, jotka käyvät selville vastaavista jäljempänä seuraavista patenttivaatimuksista.
20
Keksintöä kuvataan lähemmin seuraavassa viittaamalla liitteenä oleviin piirustuksiin.
Kuv. 1 esittää kaaviollisesti epätahtimoottorin moottori-25 virran taajuusspektriä.
Kuv. 2 esittää keksinnön mukaisen ilmaisu laitteen erästä suoritusmuotoa.
30 Kuv. 3 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaisen ilmaisu-laitteen erästä toista suoritusmuotoa.
2 6 5090
Kuv. 4 on kuvan 3 mukaisen laitteen osien piirikaavio.
Kuv. 5 esittää erään esimerkin laitteeseen sisältyvän kais-tasuotimen toivotusta karakteristikasta.
5
Kuten kaaviollisesti esitetään kuvassa 1 moottori virta sisältää epätahtimoottorissa paitsi itse perusaallon f, tavallisesti 50 Hz, myös parittomia yliaaltoja, s.o. m · f ; m = 3, 5, 7, 9 ... Näillä yliaalloilla on tietysti 10 olennaisesti alempi amplitudi kuin peru saa 1lo11 a. Jokaisen yliaallon alapuolella on vielä alemmalla amplitudilla spektri toisia aaltoja^ piirustuksessa esitetty vain yliaallon 9f alapuolei la. Moottorivirran nämä komponentit syntyvät raudan esiintymisen ja moottorissa olevien uurtei-15 den geometrian seurauksena. Raudan epälineaariset magneettiset ominaisuudet antavat siten aiheen staattorin perusaallon yliaalloille, joka perusaalto muodostuu verkkotaa-juus kertaa jättämästä. Yliaallon alla esiintyvässä spektrissä on taajuusero yliaallon suhteen muotoa 20 n - s · f , n = 1, 2, 3, ..., jossa s on jättämä. Eniten esiintyvillä näistä komponenteista on usein n = 10 tai n = 14. Kun n > 20 on taajuus pieni suhteessa n:n alempiin arvoihin.
25 Käytännössä keksintö antaa edun yllä esitetystä tilanteesta siten, että mainitusta taajuuserosta määritetään jättämä, joten kierrosluku on annettu. Taajuusero voidaan siis mitata staattoritaajuuden todellisen yliaallon ja spektrissä olevan eniten esiintyvän yliaallon välillä välittömästi to-30 dellisen yliaallon aikana. Keksinnön mukaisen ilmaisulait- teen kuvassa 2 esitetyssä suoritusmuodossa on kaistasuodin 1, johon virranmuuntimen 2 avulla tuodaan signaali, joka on sama kolmivaihemoottorin 3 staattorikäämityksen virran kanssa. Kaistasuotimen 1 ulostulo on yhdistetty verhokäyräi1-35 maisimeen 4, johon täten tuodaan signaali taajuuksilla, jotka ovat valitulla taajuusalueella ja sisältävät staattoritaajuuden valitun yliaallon. Ilmaisin 4 jättää ulostuloonsa signaalin, joka vastaa kaistasuotimesta 1 tulevan signaalin verhokäyrää.
3 6 5 0 90
Suhteuttamalla verhokäyrätaajuus ennalta määritetyllä tavalla jättämään moottorin 3 kierrosluku N voidaan yksinkertaisesti määrittää yhtälöstä: N = Μ-s), jossa on synkroni kierrosluku.
5
Kuten kuvassa 3 on esitetty, voidaan kuvassa 2 esitetyn ver-hokäyräilmaisemen 4 sijasta kaistasuotimen 1 ulostuloon yhdistää vaihelukittu piiri 5. Vaihelukittu piiiri 5 lukitsee taajuuden suurimmalla amplitudilla. Vaihelukitun piirin 10 ulostuloon kytketty jaksoaikamittari 6 on järjestetty tekniikassa tunnetulla tavalla mittaamaan taajuuden jaksoaikaa, johon taajuuteen vaihelukittu piiri 5 on lukittu.
Jaksoaikamittarin 6 jälkeen yhdistetty piirin osa 7 suorit-15 taa kysymyksessä olevan yliaallon jaksoajan ja jaksoaika-mittarissa 6 määritetyn jaksoajan perusteella jättämän s määrityksen ja siten kierrosluvun.
Siinä tapauksessa, että kahdella tai useammalla aallolla on 20 olennaisesti sama amplitudi kaistasuotimesta 1 lähtevässä spektrissä mittaus perustuu kuvan 3 esittämään suoritusmuotoon signaalikomponenttiin suurimmalla n:n arvolla. Täten saadaan vain jättämän tai synkronikierrosluvusta poikkeamisen suhteellinen määrä. Kierrosluvun absoluuttinen mää-25 ritys vaatii tässä tapauteessa todellisen komponentin n:n määritykseen, mikä voi tapahtua tutkitun spektrin jonkinlaisella taajuusanalyysillä. Vaihtoehtoisesti virran mittaustulosta ja laskettua kierroslukua voidaan verrata moottorin nimel1isparametreihin.
30
Kolmantena vaihtoehtoisena suoritusmuotona kaistasuotimesta 1 tuleva ajan myötä muuttuva signaali voidaan tuoda laitteeseen, joka on järjestetty suorittamaan nk. nopeaa Fourier-muunnosta (Fast Fourier Transform), jonka avulla saavute-35 taan siirtyminen taajuustasolle ja kysymyksessä olevat taajuuserot samoin kuin jättämä ja kierrrosluku voidaan helposti laskea.
Kuvassa 4 esitetään kaistasuotimen 1 esitetty suoritusmuoto to ja vaihelukittu piiri kuvassa 3. Kaistasuodin 1 muodos- 4 6 3090 tuu kolmesta kaskadikytketystä suodinyksikosta A, B ja C, joista yksikkö A muodostuu passiivisesta kaistasuo-timesta ja jälkeen seuraavasta puskurivahvistimesta, jonka tehtävänä on erottaa perusaalto (50 Hz), joka muuten 5 suurella amplitudillaan yliohjaisi sen jälkeen seuraavat piirit. Yksiköt B ja C muodostavat aktiiviset kaistasuo-dinyksiköt, joilla on jonkin verran eriävät keskitaajuu-det, joten taajuusominaiskäyrä saavutetaan yksiköillä A, B ja C yhdessä, mikä ominaiskäyrä muodostaa toivotun 10 ominaiskäyrän hyvän likiarvon, kuten on esitetty kuvassa 5.
Kuten kuvasta 5 selviää, toivottu taajuusominaiskäyrä on sellainen, että se päästää esiin yliaallon 11 * 50 Hz = 15 550 Hz alapuolella ja yliaallon 10 · 50 Hz = 500 Hz yläpuolella olevat taajuudet. Vaimennus kaistan molemmilla puolilla on niin suuri kuin 50 dB.
Suodinyksikön C ulostulo on kytketty vaihelukitun piirin 20 5 sisääntuloon, joka piiri on rakennettu tyyppiä LM565 olevasta integroidusta standardipiiristä, jossa on ulko-komponentteja signaalin asettamiseksi sisääntuloon ja vapaavärähtelytaajuuden asettelemiseksi, s.o. sen taajuuden, jolla piiri 5 värähtelee, koska riittävän vahvaa sig-25 naalia ei ole lähettyvillä sen sisääntulossa. Vapaaväräh- telytaajuus asetellaan niin että se on juuri todellisen kaistan (n. 550 Hz) yläpuolella.
Vaihelukitun piirin 5 ulostulo’ on yhdistetty esimerkiksi 30 tyyppiä CD4040 olevan taajuudenjakajan B sisääntuloon, jo ka jakaa tulosignaa1in taajuuden tekijällä 32. Tällöin jakajasta 8 lähtevällä signaalilla on jaksoaika, joka on 32 kertaa pitempi kuin tu1osignaalin jaksoaika ja täten on vastaavassa määrin helpompi määrittää toivotulla tark-35 kuudella. Itse jaksoajanmittaus, missä taajuudenjako voi daan katsoa valmistavaksi tai ensimmäiseksi toimenpiteeksi, voidaan samoin kuin muuntaminen jättämän arvoksi suorittaa joka diskreettien piirien avulla tai sopivasti ohjelmoidulla tietokoneella.

Claims (10)

  1. 6 ύ 0 9 0
  2. 1. Menetelmä epätahtimoottorin kierrosluvun ilmaisemiseksi, tunnettu siitä, että mooottorivirran komponentit moottorivirran perusaallon yliaallon alapuolella olevalla taajuuskaistalla erotetaan, että yliaallon ja ainakin erään näistä komponenteista välinen taajuusero määritetään sekä että jättämä ja tällöin kierrosluku määritetään taajuuserosta . 0
  3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että mainitut komponentit erotetaan kaistasuo-timella.
  4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että taajuusero määritetään verhokäyräi1 -maisimella yliaallon ja jonkin mainitun komponentin välisen värähtelytaajuuden perusteella.
  5. 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että taajuusero ja jättämä määritetään kaistasuotimen jälkeen kytketyllä piirielimellä, joka sarjassa käsittää vaihelukitun piirin 5, jaksoaikamitta-rin ja jaksoaika-jättämämuuntimen.
  6. 5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että taajuusero määritetään taajuusanalyysillä, joka edullisesti perustuu nopeaan Fourier-muunnokseen, mainituista komponenteista.
  7. 6. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän suorittamiseksi ilmaista epätahtimoottorin kierrosluku, t u n - , n e t t u kaistasuotimesta (1) moottorivirran komponenttien erottamiseksi moottorivirran perusaallon yliaallon 5 alapuolella olevalla taajuuskaistalla sekä piirielimistä (4j 5-7) jättämän ja siten kierrosluvun määrittämiseksi yliaallon ja ainakin erään moottorivirran komponentin välisestä taajuuserosta. 6 6 0 9 0
  8. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitut piirielimet käsittävät kaistasuoti-men ulostuloon kytketyn verho käyräiImais imen (4).
  9. 5 B. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitut, kaistasuotimen jälkeen sarjassa olevat piirielimet käsittävät vaihelukitun piirin (5), jaksoaikamittarin (6) ja jaksoaika-jättämämuuntimen (7).
  10. 9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitut piirielimet käsittävät elimen taajuusanalyysin suorittamiseksi mainituista komponenteista, joka analyysi edullisesti perustuu nopeaan Fourier-muu nno kseen. I: 6 5090
FI810906A 1980-03-26 1981-03-24 Saett och anordning foer detektering av en asynkronmotors varvtal FI66090C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8002310A SE417883B (sv) 1980-03-26 1980-03-26 Sett och anordning for detektering av en asynkronmotors varvtal
SE8002310 1980-03-26

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI810906L FI810906L (fi) 1981-09-27
FI66090B FI66090B (fi) 1984-04-30
FI66090C true FI66090C (fi) 1984-08-10

Family

ID=20340605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI810906A FI66090C (fi) 1980-03-26 1981-03-24 Saett och anordning foer detektering av en asynkronmotors varvtal

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4358734A (fi)
JP (1) JPS5713988A (fi)
CH (1) CH654456A5 (fi)
DE (1) DE3111819A1 (fi)
DK (1) DK137781A (fi)
FI (1) FI66090C (fi)
FR (1) FR2479474A1 (fi)
GB (1) GB2075684B (fi)
IT (1) IT1136960B (fi)
NO (1) NO162540C (fi)
SE (1) SE417883B (fi)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3339299C2 (de) * 1983-10-29 1987-02-19 Rainer Dipl.-Ing. 7250 Leonberg Schröcker Schaltungsanordnung zum Messen der Drehzahl eines genuteten Ankers einer Drehfeldmaschine
US4527101A (en) * 1983-11-23 1985-07-02 Black & Decker Inc. Universal electric motor speed sensing by using Fourier transform method
JPS6369355U (fi) * 1986-10-22 1988-05-10
EP0287852A3 (de) * 1987-04-09 1989-02-01 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung zur Drehzahlerfassung einer elektrischen Maschine
US5224201A (en) * 1988-03-31 1993-06-29 Heidelberger Druckmaschinen Ag Method and device for measuring rotary speed
DE3811046C2 (de) * 1988-03-31 1994-05-26 Heidelberger Druckmasch Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Übersetzungsverhältnisses an einer Druckmaschine
DE4237194A1 (de) * 1992-11-04 1994-05-05 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur Ermittlung des Drehzahlgradienten
DE19539915B4 (de) * 1995-10-27 2007-06-28 Elan Schaltelemente Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Überwachung wie Stillstands- und/oder Einrichtdrehzahlüberwachung eines Antriebs, insbesondere hochdynamischen Servoantriebs, sowie Lastrelais insbesondere zur Verwendung bei einem entsprechenden Verfahren
US6087796A (en) * 1998-06-16 2000-07-11 Csi Technology, Inc. Method and apparatus for determining electric motor speed using vibration and flux
EP1134887A1 (en) * 2000-03-14 2001-09-19 General Electric Company Frequency domain harmonic analysis methods and apparatus for electric machines
DE10213563C1 (de) * 2002-03-26 2003-09-18 Siemens Ag Verfahren zur Ermittlung der Drehzahl einer austrudelnden Drehstrommaschine
RU2240564C2 (ru) * 2002-08-05 2004-11-20 Андрианов Михаил Васильевич Способ измерения скольжения асинхронных двигателей
DE102005018179A1 (de) * 2005-04-19 2006-10-26 Krohne Messtechnik Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Betrieb eines Meßgeräts
JP5497291B2 (ja) * 2005-06-09 2014-05-21 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 非同期式機器の回転子の回転周波数のセンサレス測定
RU2299442C1 (ru) * 2005-09-29 2007-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" Устройство для измерения скольжения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором
GB2580962A (en) * 2019-02-01 2020-08-05 Digipulse Ltd Motor waveform filtering to determine commutation timing

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1193150B (de) * 1960-05-31 1965-05-20 Tavkoezlesi Ki Einrichtung zur Regelung der Drehzahl fuer einen elektromotorischen, pneumatischen oder hydraulischen Antrieb
US3611138A (en) * 1970-03-05 1971-10-05 Gen Motors Corp Tachometer system including an rf signal modulator and detector
US4194129A (en) * 1975-02-07 1980-03-18 Rexnord Inc. Armature slip analysis of induction motors with temperature and voltage correction
DD121191A1 (fi) * 1975-09-18 1976-07-12

Also Published As

Publication number Publication date
FI810906L (fi) 1981-09-27
JPH0152999B2 (fi) 1989-11-10
FR2479474A1 (fr) 1981-10-02
IT8120737A0 (it) 1981-03-26
DE3111819C2 (fi) 1991-10-10
NO811006L (no) 1981-09-28
US4358734A (en) 1982-11-09
GB2075684A (en) 1981-11-18
DK137781A (da) 1981-09-27
CH654456A5 (de) 1986-02-14
FI66090B (fi) 1984-04-30
FR2479474B1 (fi) 1985-03-29
IT1136960B (it) 1986-09-03
SE417883B (sv) 1981-04-13
NO162540C (no) 1990-01-10
DE3111819A1 (de) 1982-03-11
GB2075684B (en) 1983-09-21
JPS5713988A (en) 1982-01-25
NO162540B (no) 1989-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI66090C (fi) Saett och anordning foer detektering av en asynkronmotors varvtal
Arruda et al. PLL structures for utility connected systems
Climente-Alarcon et al. Vibration transient detection of broken rotor bars by PSH sidebands
Climente-Alarcon et al. Diagnosis of induction motors under varying speed operation by principal slot harmonic tracking
US5081413A (en) Method and apparatus for measuring AC power
Riera-Guasp et al. Diagnosis of induction machines under non-stationary conditions: Concepts and tools
JPS6068543A (ja) 原子質量の測定システム
Cabanas et al. A new methodology for applying the FFT to induction motor on-line diagnosis
Schostan et al. Harmonics and powers of doubly fed induction generators at balanced sinusoidal voltages
JP3676133B2 (ja) 電力系統の周波数特性同定方法
Cunha et al. Detection of rotor faults in squirrel-cage induction motors using adjustable speed drives
JPS61112976A (ja) 誘導電動機の診断装置
Nystrom et al. Harmonic currents and torque pulsations with pulse width modulation methods in AC motor drives
SU911362A1 (ru) Анализатор спектра
US5646955A (en) Apparatus for measuring cycle to cycle jitter of a digital signal and method therefor
SU1267300A1 (ru) Устройство дл контрол напр жений обратной последовательности несимметричной системы напр жений
SU1185565A1 (ru) Частотный детектор
US3829769A (en) Frequency measuring apparatus
RU2039957C1 (ru) Устройство для балансировки вращающихся элементов деталей машин
D'Apuzzo et al. Frequency and amplitude tracking of time-varying harmonics and interharmonics in power systems
GB2145820A (en) Controlling random vibration system by harmonic vibrations
Salah et al. A contact-less sensor for detecting low-frequency ripples of the load driven by a squirrel cage motor
JPH0155334B2 (fi)
JPS6483119A (en) Apparatus for detecting abnormal vibration of engine
SU888048A2 (ru) Способ измерени частотных характеристик синхронной машины

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: EL-FI INNOVATIONER AB