SU1205020A1 - Device for monitoring rotational speed of electric machine - Google Patents

Device for monitoring rotational speed of electric machine Download PDF

Info

Publication number
SU1205020A1
SU1205020A1 SU833563205A SU3563205A SU1205020A1 SU 1205020 A1 SU1205020 A1 SU 1205020A1 SU 833563205 A SU833563205 A SU 833563205A SU 3563205 A SU3563205 A SU 3563205A SU 1205020 A1 SU1205020 A1 SU 1205020A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
trigger
inputs
counter
Prior art date
Application number
SU833563205A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Потапов
Игорь Владимирович Кабашкин
Original Assignee
Рижский Краснознаменный Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.Ленинского Комсомола
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 Рижский Краснознаменный Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.Ленинского Комсомола filed Critical Рижский Краснознаменный Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.Ленинского Комсомола
Priority to SU833563205A priority Critical patent/SU1205020A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1205020A1 publication Critical patent/SU1205020A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

Изобретение относитс  к измерению скорости электрических машин и может быть использовано в различных системах контрол  частоты вращени  электрагрегатов , например в системах диаг- ностировани  и автоконтрол .The invention relates to the measurement of the speed of electric machines and can be used in various systems for monitoring the rotational speed of electrical units, for example, in diagnostic systems and autocontrol.

Целью изобретени   вл етс  расширение номенклатуры контролируемых изделий.The aim of the invention is to expand the range of controlled products.

На.фиг. представлена функциональ на  схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие принцип действи  устройства; на фиг«3 - вариант реализации перестраиваемого гребенчатого фильтра; на фиг.А - спектр пульсаций и частотные харак- теристики перестраиваемого гребенчатого фильтра в различных режимах работы .On. functionality on the device diagram is presented; 2 shows timing diagrams explaining the principle of operation of the device; Fig "3 is an embodiment of a tunable comb filter; in Fig. A, the pulsation spectrum and frequency characteristics of a tunable comb filter in various modes of operation.

Устройство содержит тактовый гене ратор 1, второй счетчик 2, триггер 3, первые элементы И 4, регистр 5, блок 6 индикации, перестраиваемый генератор 7, генератор 8 пилообразного напр жени , пиковый детектор 9, пе- рестраиваемый гребенчатый фильтр 10, датчик 11 пульсаций тока, сумматор 12, первый и второй ключи 13 и 14, первый и второй интеграторы 15 и 16, первый и второй компараторы 17 и 18, второй и третий элементы И 19, 20, элемент ИЛИ 21, первый и второй элементы 22 и 23 задержки, первый счет- чик 24 и режекторный фильтр 25.The device contains a clock generator 1, a second counter 2, a trigger 3, the first elements AND 4, a register 5, a display unit 6, a tunable generator 7, a sawtooth generator 8, a peak detector 9, a tunable comb filter 10, a pulsation sensor 11 current, the adder 12, the first and second keys 13 and 14, the first and second integrators 15 and 16, the first and second comparators 17 and 18, the second and third elements And 19, 20, the element OR 21, the first and second elements 22 and 23 of the delay , first counter 24 and notch filter 25.

Перестраиваемый гребенчатый фильт 10 содержит полосовые фильтры 26, каждый из которых выполнен на операционном усилителе 27 с частотно-задающими конденсаторами 28 и 29, полевым транзистором 30 и делителем упразл ющего напр жени , состо щим из резистора 31 и потенциометра 32.The tunable comb filter 10 contains bandpass filters 26, each of which is implemented on an operational amplifier 27 with frequency reference capacitors 28 and 29, a field effect transistor 30 and an suppressor voltage divider consisting of a resistor 31 and a potentiometer 32.

Буквами от А до Р .обозначены точки на функциональной схеме (фиг.) которым соответствуют временные диаграммы на фиг.2. Позици ми С и О обозначены соответственно счетный и нулевой входы счетчиков и триггера .Letters from A to P are designated points on the functional diagram (Fig.) Which correspond to the timing diagrams in Fig.2. The positions C and O denote the counting and zero inputs of the counters and the trigger, respectively.

На фиг.4 изображен спектр сигна- ла на выходе датчика 11 пульсаций, позици ми X,Y,Z,W обозначены частотные характеристики перестраиваемо- го гребенчатого фильтра 10 в периоды времени5 обозначенные аналогич- но на временных диаграммах фиг.2.Figure 4 shows the signal spectrum at the output of the pulsation sensor 11, the X, Y, Z, W denotes the frequency characteristics of the tunable comb filter 10 at periods of time 5 indicated similarly in the time diagrams of FIG. 2.

Принцип действи  устройства заключаетс  в постепенной перестройкеThe principle of the device is a gradual restructuring

гребенчатого фильтра с одновременным автоматическим контролем напр жени  на его выходах до получени  максимального суммарного сигнала всех составл ющих спектра, после чего производитс  индикаци  частоты первой составл ющей спектра пульса- . ций.a comb filter with simultaneous automatic control of the voltage at its outputs until the maximum total signal of all components of the spectrum is obtained, after which the frequency of the first component of the pulse spectrum is indicated. .

Ус;тройство работает следуюЩ11М образом.Us; the trio works in the following way.

Импульсы тактового генератора 1 поступают на счетные входы G счетчика 2, триггера 3 и через элемент 23 задержки через врем , равное периоду повторени  тактовых импульсов на счетчик 24, На пр мом выходе триггера 3 формируютс  нечетные импуль-- сы тактов, на инверсном выходе - четные (диаграммы Б, В на фиг.2. Счетчик 2 осуществл ет счет числа поступивших тактовых импульсов и в соответствии с этим перестраивает перестраиваемый генератор 7, формирующий последовательность импульсов с посто нным в пределах такта периодом следовани , но увеличивающимс  с каждым последующим тактом (диаграмма Г на фиг.2), Импульсы с выхода генератора 7 запускают генератор 8 пилообразного напр жени , амплитуда пилообразных импульсов которого (диаграмма д) пропорциональна периоду следовани  импульсов генератора 7. Пиковый детектор 9 формирует посто нное напр жение, пропорциональное амплитуде пилообразных импульсов, которым управл етс  перестраиваемый гребенчатый фильтр 10. Последний выдел ет из спектра пульсаций, поступающих на его вход с датчика 11 через фильтр 25, те спектральные составл ющие, на которые настроены его гребенчатые фильтры. С выходов этих фильтров напр жение поступает на сумматор 12, на выходе которого формируетс  посто нное напр жение, пропорциональное сумме амплитуд выдел емых гребенчатым фильтром спек- тральных составл ющих. Это напр жение подаетс  через ключ 13, который находитс  в замкнутом состо нии поданным на него напр жением с пр мого выхода триггера 3, на интегратор 15. Интегратор запоминает максимальное из поданных на его вход напр жение , которое с помощью компаратора 17 сравниваетс  с выходным напр жением второго интегратора. Так какThe pulses of the clock generator 1 are fed to the counting inputs G of counter 2, trigger 3, and through the delay element 23 after a time equal to the period of repetition of clock pulses to counter 24, odd-numbered pulses are generated at the forward output of trigger 3; (diagrams B, C in Fig. 2. Counter 2 counts the number of incoming clock pulses and accordingly tunes the tunable generator 7, which forms a sequence of pulses with a follow-up period constant within the clock cycle, but increasing ms with each subsequent cycle (diagram D in Fig. 2). The pulses from the output of the generator 7 start the generator 8 of the sawtooth voltage, the amplitude of the sawtooth pulses (diagram e) is proportional to the period of the pulse of the generator 7. The peak detector 9 generates a constant voltage, proportional to the amplitude of the sawtooth pulses, which is controlled by the tunable comb filter 10. The latter extracts from the spectrum of pulsations received at its input from sensor 11 through filter 25, those spectral components that orye set his comb filters. From the outputs of these filters, the voltage is applied to the adder 12, at the output of which a constant voltage is formed, proportional to the sum of the amplitudes of the spectral components separated by the comb filter. This voltage is supplied via switch 13, which is in a closed state by the voltage applied to it from the direct output of flip-flop 3, to integrator 15. The integrator remembers the maximum voltage applied to its input, which is compared with the output voltage second integrator. Because

в данном такте первое из них превышает второе, то на выходе компаратора 17 присутствует сигнал низкого уровн , вследствие чего на выходе элемента И 19 сигнал также имеет низкий уровень. На выходе компаратора 18, наоборот, по вл етс  сигнал высокого уровн , однако на выходе элемента И 20 сигнал имеет низкий уровень, так как на его вто- ,ром входе действует напр жение низкого уровн  с инверсного выхода триггера 3.in this cycle the first of them exceeds the second, then at the output of the comparator 17 there is a low level signal, as a result of which the signal at the output of element 19 also has a low level. At the output of the comparator 18, on the contrary, a high level signal appears, however, at the output of the And 20 element, the signal has a low level, since its second input has a low level voltage from the inverse output of trigger 3.

Таким образом, на выходе элемента ИЛИ 21 также присутствует сигнал низкого уровн , который закрьшает элементы И 4, преп тству  перезаписи записанного в счетчике 24 кода в регистр 5 и индикации блоком 6 индикации .Thus, at the output of the OR element 21, there is also a low-level signal, which terminates the AND 4 elements, preventing the rewriting of the code recorded in the counter 24 into the register 5 and the indication by the display unit 6.

При по влении последующих тактовых импульсов на выходе генератора 1 происходит смена состо ний выходов триггера 3. Частота импульсов, вырабатываемых генератором 7, уменьшаетс что приводит к перестройке гребенчатых фильтров в сторону увеличени  частоты. Коммутируемые через такт ключи 13 и 14 поочередно подключают к выходу сумматора 12. интеграторы 15 и 16, сохран ющие на своих выходах посто нное напр жение, равное максимальному из поданных на их входы сигналу.When subsequent clock pulses appear at the output of the generator 1, the states of the outputs of the trigger 3 change. The frequency of the pulses produced by the generator 7 decreases, which leads to a rearrangement of the comb filters in the direction of increasing frequency. Switched through the clock, the keys 13 and 14 are alternately connected to the output of the adder 12. Integrators 15 and 16, maintaining at their outputs a constant voltage equal to the maximum signal applied to their inputs.

Во эсех тактах до -момента точной настройки фильтров включительно с каждым новым тактом на.вход интеграторов поступают все более высокие уровни сигналов, и соответственно, напр жение на их выходах растет. При этом уровни сигналов на выходах компараторов и на соответствующих выходах триггера 3 не совпадают, что приводит к наличию сигнала низкого уровн  на выходах элементов И 19, 20 ИЛИ 21.In the ecech cycles up to the moment of fine tuning of the filters, inclusive, with each new cycle on the input of the integrators, higher and higher levels of signals arrive, and accordingly, the voltage at their outputs increases. The levels of the signals at the outputs of the Comparators and at the corresponding outputs of the trigger 3 do not coincide, which leads to the presence of a low level signal at the outputs of the elements AND 19, 20 OR 21.

Максимальным сигнал на выходе сумматора 12  вл етс  в момент точной настройки (такт Z, диаграмма Ж). В следующем такте через фильтры проход т пики спектральных составл ющих пульсаций, и суммарный сигнал на выходе сумматора 12 уменьшаетс  (такт W, диаграмма Ж ). Это приводит к тому, что на выходах интеграторов уровень сигнала по сравнению с пре- дьщущим тактом не измен етс , не иThe maximum signal at the output of the adder 12 is at the time of fine tuning (tick Z, diagram G). In the next cycle, the peaks of the spectral components of the pulsations pass through the filters, and the total signal at the output of the adder 12 is reduced (the cycle W, the G diagram). This leads to the fact that at the outputs of the integrators the signal level does not change as compared with the preceding cycle, and

205020205020

мен етс  он и на соответствующих входах компараторов, в то врем  как на других входах уровни сигналов с выходов триггера измен ютс it also changes at the corresponding inputs of the comparators, while at the other inputs the levels of the signals from the outputs of the trigger change

5 по сравнению с предыдущим тактом на противоположные. В результате уровни сигналов на входах элементов И 19, 20 совпадают, что вызьша- ет по вление на одном из их входов5 compared with the previous tact on the opposite. As a result, the levels of the signals at the inputs of the And 19, 20 elements coincide, which appears on one of their inputs

10 сигнала высокого уровн  (такт W, диаграмма н) и соответственно такого же по уровню сигнала на выходе элемента ИЛИ 21. Последний открывает элементы И 4, через которые код,10 high level signals (clock cycle W, diagram n) and accordingly the same signal level at the output of the element OR 21. The latter opens AND 4 elements through which the code,

15 пропорциональный частоте настройки фильтров в предьщущем такте, записываетс  в регистре 5 и отображаетс  в блоке 6 индикации. Посколь-- ку в предыдущем такте фильтры были15 is proportional to the frequency of the filter settings in the previous clock cycle, is recorded in register 5 and is displayed in display unit 6. Since in the previous cycle the filters were

20 настроены на максимумы спектральных составл ющих спектра пульсаций, на индикаторе отображаетс  код частоты основной гармоники пульсаций. Одновременно сигнал с выхода эле25 мента ИЛИ 21 поступает на элемент 22 задержки и через врем  задержки20 are tuned to the maxima of the spectral components of the pulsation spectrum, the indicator displays the code for the frequency of the fundamental harmonic of the pulsations. At the same time, the signal from the output of the element OR 21 is fed to the element 22 of the delay and through the time delay

t С выхода последнего производит сброс всех элементов накоплени  устройства в нулевое состо ние, чемt From the output of the latter, it resets all elements of the device accumulation to the zero state than

возвращает его в исходное состо ние . После этого весь процесс повтор етс . Врем  задержки элемента 22 t соответствует минимально необходимому времени с начала такта, за которое со счетчика 24 код успевает перезаписатьс  в регистр 5. В периоды поиска частоты настройки регистр 5 и индикатор 6 сохран ют последнее из определенных значений до следующего момента обнаружени  экстремума, после чего информаци  в регистре 5 и на индикаторе обновл етс . Дискретность процесса можно уменьшить, увеличива  частоту тактовых импульсов, генерируемых генератором 1. I - .returns it to its original state. After that, the whole process is repeated. The delay time of the element 22 t corresponds to the minimum required time from the beginning of the cycle, for which the code from counter 24 has time to be overwritten in register 5. During the tuning frequency search periods, register 5 and indicator 6 store the last of certain values until the next time the extremum is detected, and then in register 5 and on the indicator is updated. The discreteness of the process can be reduced by increasing the frequency of clock pulses generated by the generator 1. I -.

В качестве датчика 11 пульсахщй тока (напр жени ) в устройстве можно использовать шунт в цепи электрической машины. В качестве фильтра 25 дл  машин посто нного тока используют фильтр нижних частот с частотой среза, равной максимальной частоте настройки гребенчатогоAs the sensor 11 pulsation current (voltage) in the device, you can use a shunt in the circuit of the electric machine. As a filter 25 for DC machines, a low-pass filter is used with a cut-off frequency equal to the maximum tuning frequency of the comb

фильтра 10, а дл  машин переменного тока - режекторный фильтр., подавл ющий составл ющую спектра пульсаций с частотой с;ети.filter 10, and for AC machines - notch filter., suppressing the component of the spectrum of pulsations with a frequency c;

Таким образом, устройство кон- .трол  обеспечивает настро йку фильт- ров на п спектральных составл ющих тока (начина  с первой, которые кратны частоте вращени , и тем самым позвол ет однозначно определить частоту вращени  электрической машины . При этом исключаютс  сбои и неточности в оценке частоты вращени , которые характерны дл  извест12050206Thus, the controler device provides for tuning filters on the η spectral components of the current (starting with the first, which are multiples of the rotational frequency, and thus allows unambiguously to determine the rotational frequency of the electric machine. At the same time, failures and inaccuracies in the estimation are excluded. rotational frequencies that are characteristic of the known 12050206

ных устройств и обусловлены попаданием в полосу пропускани  фильтра нерасчетной составл ющей,devices and are caused by the ingress of an off-design component in the passband of the filter

5 Устройство  вл етс  универсальным , поскольку применимо дл  любых электрических мащин коллекторных машин посто нного и переменного тока с различным возбуждением, асин10 хронных и т.д.).5 The device is universal, as it is applicable for any electric masks of collector machines of direct and alternating current with different excitation, asyn10 chronic, etc.).

II

гg

1ПППППППППП П П П П П П П1PPTPPPPPPPPPPPPPPPP P P P P P P

-IU-IU

II

ЛЛЛЛЛЛЛЛ/1/l/iLLLLLLL / 1 / l / i

ii

жWell

нn

ПP

//

Фи2.2Phi2.2

Входentrance

Выход 1Output 1

--..- ..

7676

s s

2626

УпраблйющийControllable

Фиг.FIG.

BhtXDi2BhtXDi2

BbfxodnBbfxodn

I I

IIII

ww

Составитель М.Хаустов Редактор И.Рыбченко Техред А.Ач Корректор Е.РошкоCompiler M.Khaustov Editor I.Rybchenko Tehred A.Ach Proofreader E.Roshko

Заказ 8521/45 Тираж 896 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРOrder 8521/45 Circulation 896 Subscription VNIIPI USSR State Committee

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул.Проектна , 4Branch ShSh Patent, Uzhgorod, 4 Project St.

IIII

llllllllll

ff

ФигЛFy

Claims (1)

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащее датчик пульсаций тока, блок индикации и перестраиваемый фильтр, к управляющему входу которого подключен выход блока формирования управляющего напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения номенклатуры контролируемых изделий, в устройство введены тактовый генератор, первый счетчик, триггер, сумматор, режекторный фильтр, первый и второй ключи, два интегратора, два компаратора, первые элементы И, второй и третий элементы И, элемент ИЛИ, регистр и два элемента задержки, перестраиваемый фильтр выполнен в виде гребенчатого фильтра, блок формирования управляющего напряжения · выполнен в виде последовательно соединенных второго счетчика, перестраиваемого генератора, генератора пилообразного напряжения и пикового детектора, причем выход тактового генератора, подключен к счетному входу триггера и к счетному входу второго счетчика, а через второй элемент задержки - к счетному входу первого счетчика, информационные выходы которого соединены с первыми входами соответствующих первых элементов И, вторыми входами подключенными к выходу элемента ИЛИ и к входу первого элемента задержки, а выходами - к соответствующим вхо дам регистра, выход которого соединен с входом блока индикации, выход датчика пульсаций тока через режекторный фильтр подключен к информационному входу перестраиваемого гребенчатого фильтра, выходами соединенного с входами сумматора, выход которого через последовательно соединенные первый ключ и первый интегратор подключен к первому входу первого и второго компараторов, а через последовательно соединенные второй ключ и второй интегратор - к второму входу первого и второго компараторов, выход первого компаратора соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к прямому выходу триггера и к управляющему входу первого ключа, а выход - к первому входу элемента ИЛИ, вторым входом соединенного с выходом второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу второго компаратора, а второй вход к инверсному выходу триггера и к уп- равляющему входу второго ключа, при этом выход первого элемента задеркки соединен с входами установки нуля триггера, первого и второго интеграторов, первого и второго счетчиков.ELECTRIC MACHINE ROTATION CONTROL DEVICE, comprising a current ripple sensor, an indication unit and a tunable filter, to the control input of which an output of the control voltage generating unit is connected, characterized in that, in order to expand the range of controlled products, a clock generator, a first counter, are introduced into the device trigger, adder, notch filter, first and second keys, two integrators, two comparators, first AND elements, second and third AND elements, OR element, register and two back elements hob, tunable filter is made in the form of a comb filter, the control voltage generating unit is made in the form of a second counter, tunable generator, sawtooth generator and peak detector connected in series, the output of the clock generator being connected to the counting input of the trigger and to the counting input of the second counter, and through the second delay element to the counting input of the first counter, the information outputs of which are connected to the first inputs of the corresponding first elements And, the second with inputs connected to the output of the OR element and to the input of the first delay element, and the outputs to the corresponding inputs of the register, the output of which is connected to the input of the display unit, the output of the current ripple sensor through a notch filter is connected to the information input of the tunable comb filter, the outputs connected to the inputs an adder, the output of which through the first key and the first integrator connected in series is connected to the first input of the first and second comparators, and through the second key connected in series h and a second integrator to the second input of the first and second comparators, the output of the first comparator is connected to the first input of the first AND element, the second input of which is connected to the direct output of the trigger and to the control input of the first key, and the output to the first input of the OR element, the second input connected to the output of the second element And, the first input of which is connected to the output of the second comparator, and the second input to the inverse output of the trigger and to the control input of the second key, while the output of the first element of the delay is connected to the inputs of the set and zero trigger, first and second integrators of the first and second counters.
SU833563205A 1983-03-11 1983-03-11 Device for monitoring rotational speed of electric machine SU1205020A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833563205A SU1205020A1 (en) 1983-03-11 1983-03-11 Device for monitoring rotational speed of electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833563205A SU1205020A1 (en) 1983-03-11 1983-03-11 Device for monitoring rotational speed of electric machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1205020A1 true SU1205020A1 (en) 1986-01-15

Family

ID=21053331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833563205A SU1205020A1 (en) 1983-03-11 1983-03-11 Device for monitoring rotational speed of electric machine

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1205020A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 907440, кд. G 01 Р 3/4-6, 1978. Авторское свидетельство СССР № 99978, кл. G 01 Р 3/46, 1966. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1205020A1 (en) Device for monitoring rotational speed of electric machine
US4197515A (en) Synchronous filter
SU1164667A1 (en) Device for monitoring parameters
EP0535124B1 (en) Analog-to-digital converter
SU1059659A1 (en) Digital frequency discriminator
RU2003115C1 (en) Multichannel receiver with instantaneously measuring frequency
SU1173361A1 (en) Device for testing direct current electric machines
SU525894A1 (en) Pulse frequency measuring device
SU875380A1 (en) Device for extracting roots
SU1187111A1 (en) Apparatus for determining location of cable damage insulation
SU1016789A1 (en) Complex signal analysis device
SU881968A1 (en) Frequency multiplier
SU1128405A1 (en) Device for measuring fluctuation noise in video signal
SU1083330A1 (en) Frequency multiplier
JP3802968B2 (en) Bandpass filter device
SU1197011A1 (en) Device for checking bearings of electric machine
SU1129542A1 (en) Method and device for measuring pulse frequency
SU746427A1 (en) Programme-control device
SU754245A1 (en) Device for monitoring non-uniformity of rotation of internal combustion engine
SU744535A1 (en) Information input arrangement
SU1555839A1 (en) Pulse repetition frequency multiplier
SU809224A1 (en) Frequency multiplier
SU1273985A1 (en) Device for checking inductance of manetic heads
SU748802A1 (en) Multichannel rejector filter
SU1389010A1 (en) Device for contouring interferogram patterns