SU182230A1

SU182230A1 - DEVICE FOR MEASURING THE AGREEMENT ANGLES

Info

Publication number: SU182230A1
Application number: SU892946A
Authority: SU
Original assignee: Б. А. Егоров , И. С. Скосырев

Description

Известны устройства дл измерени углов рассогласовани между ос ми результирующего магнитного потока синхронной машины и Э.Д.С., характеризующей положение ее ротора . Они содержат датчики, фазы э.д.с. которых завис т соответственно от положени ротора и фазы э.д.с. статора испытуемой машины , усилители-ограничители, дифференцирующие цепи и генератор пилообразного напр жени , включающий триггер, управл ющий триодом, и RC-цепочку. Однако эти устройства не позвол ют измер ть углы рассогласовани в переходных режимах работы машины и при изменении частоты питани синхронной машины .Devices are known for measuring the misalignment angles between the axes of the resulting magnetic flux of a synchronous machine and an EMF, which characterizes the position of its rotor. They contain sensors, phase emf. which depend, respectively, on the position of the rotor and the phase of the emf. the stator of the machine under test, limiting amplifiers, differentiating circuits and a sawtooth generator, including a triode control trigger, and an RC-chain. However, these devices do not allow to measure the error angles in transient modes of operation of the machine and when the frequency of the power supply of the synchronous machine changes.

Дл обеспечени возможности измерени в этих режимах предложено использовать в устройстве тахогеператор, подключенный к выходу RC-цепочки через выпр мительный мост и дающий возможность измен ть амплитуду напр жени на конденсаторе RC-цепочки пропорционально углу в течение времени зар да один раз за период измен ющейс частоты.To enable measurement in these modes, it is proposed to use a tachoheperator connected to the RC-chain output via a rectifying bridge and allowing the amplitude of the voltage on the RC-chain capacitor to be proportional to the angle during the charging time once per period of variable frequency. .

На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 - принципиальна электрическа схема генератора пилообразного напр жени .FIG. 1 shows a block diagram of the described device; in fig. 2 - electrical circuit diagram of the sawtooth generator.

К этим элементам, в частности, относ тс датчики Д и Да, на выходе которых получены э.д.с., характеризующие положение ротора синхронной машины, и э.д.с., индуктируемыеThese elements, in particular, include sensors D and Yes, at the output of which are obtained emf, characterizing the position of the rotor of a synchronous machine, and emf induced by

в обмотке статора, усилители-ограничители yOi и УОа, преобразующие синусоидальные э.д.с. на входах в э.д.с. трапецеидальной формы с крутыми фронтами, и, наконец, дифференцирующие цепи ДЦ и ДЦ-2 дл получени стартовых треугольных импульсов.in the stator winding, limiting amplifiers yOi and VOa, converting sinusoidal emf at the entrances to the emf trapezoidal shape with steep fronts, and, finally, the differentiating chains of DC and DC-2 to obtain starting triangular pulses.

В р де устройств дл повышени крутизны переднего фронта этих импульсов кроме усилителей-ограничителей использованы электронные или полупроводниковые реле. Стартовые импульсы подаютс на вход генератора пилообразного напр жени ГПН, состо щего из триггера, управл ющего полупроводниковым триодом Т, RC-цепочки и тахогенератора ТГ. Применение тахогенератора позвол ет изменить количественные соотношени зар дного напр жени на «конденсаторе пам ти при изменении скорости синхронной машины и использовать дл измерени углов метод амплитудной модул ции выходных импульсов. Рассмотрим работу генератора пилообразного напр жени , начина с момента подачи стартового импульса от источника э.д.с., характеризующей результирующее магнитное поле синхронной машины. Импульс от этой э.д.с. закрывает транзистор Т, шунтирующий конденсатор С, и создает услови дл зар да конденсатора пам ти в RC-цепочке от источника посто нного напр жени тахогенератора посто нного тока ТГ. Зар д конденсатора С через сопротивление R продолжаетс до тех пор, пока не откроетс полупроводниковый триод Т. Открытие транзистора происходит в момент подачи на триггер стартового импульса от Э.Д.С., характеризующей положение ротора синхронной мащины. После открыти транзистора конденсатор С получает возможность разр жатьс через транзистор, в результате напр жение на обкладках конденсатора быстро падает до нул . Из рассмотрени принципа работы ГПН видно, что амплитуда напр жени на обкладках конденсатора пропорциональна промежутку времени между стартовыми импульсами от Э.Д.С., характеризующей положение оси ротора , и э.Д-с., характеризующей результирующее магнитное поле машины. Из рассмотрени принципа работы устройства видно также, что угол измер етс один раз за период частоты источника питани . Дл снижени вли ни нелинейности зависимости между амплитудой и промежутками времени между импульсами, обусловленной изменением напр жени на конденсаторе по экспоненциальному закону, посто нна времени RC-цепочки значительно превосходит врем между импульсами на низкой частоте. При больших посто нных времени RC-цепочки работа ГПН происходит на начальных участках экспоненциальной кривой изменени напр жени , благодар чему напр жение на обкладках конденсатора в промежутках времени между стартовыми импульсами мало отличаетс от пр мой линии. Дл того чтобы амплитуда напр жений пилообразных импульсов, характеризующих измер емый угол сдвига между э.д.с., соответствовала действительному значению угла при изменении частоты и, следовательно, промежутка времени между стартовыми импульсами , питание ГПН осуществл етс от дополнительной электрической машины, сид щей на одном валу с синхронной машиной, - тахогенератора ТГ, напр л ерие которого пропорционально скорости вращени испытуемой синхронной машины. При переменном значении измер емого угла между э.д.с., характеризующими положение ротора и оси результирующего магнитного пол , уравнени напр жени на обкладках конденсатора за врем зар да ti и tz можно записать в виде: t/., f/7-rAl-e Разложив в р д показательную функцию и разделив уравнение (1) на (2), получим: Учитыва , что напр жение тахогенератора ТГ пропорционально частоте, а посто нна времени цепи разр да RC значительно превосходит врем зар да t и 4, уравнение (3) можно записать в следующем виде: и, 2д . 1 . 7-2 1. 7-1. 02 где 91 - 1 й- 2 t (й)2- ---Га, Ja ( О -углова скорость ротора. Из уравнени (4) следует, что амплитуда напр жени на обкладках конденсатора пропорциональна углу рассогласовани и не зависит от частоты питани двигател . Таким образом, применение тахогенератора дл питани генератора пилообразных напр жений позвол ет произвести измерение углов при частотном управлении синхронного двигател по методу, основанному на амплитудной модул ции выходных импульсов. Следует заметить, что при изменении скважности и частоты пр моугольных импульсов триггера, управл ющего коммутацией транзистора Т, остаточное напр жение на конденсаторе при его разр дах измен етс , вследствие чего при измерении углов вноситс погрещность . Однако, так как при полном открытии транзистора разр дное сопротивление, шунтирующее емкость, невелико, эта погрещность не вносит существенной ошибки нри измереПредмет изобретени Устройство дл измерени углов рассогласовани между ос ми результирующего магнитного потока синхронной мащины и э.д.с., характеризующей положение ее ротора, содержащее датчики, фазы э.д.с. которых завис т соответственно от положени ротора и фазы э.д.с. статора испытуемой машины, усилиели-ограничители , дифференцирующие цепи и генератор пилообразного напр жени , вклюающий триггер, управл ющий триодом, и C-цепочку, отличающеес тем, что, с целью беспечени возможности измерени углов ассогласовани в установившихс и переходых режимах работы машины в широком диапр мительный мост подключен тахогенератор , дающий возможность измен ть амплитуду напр жени на конденсаторе RC-цепочкиIn a number of devices to increase the steepness of the leading edge of these pulses, in addition to the limiting amplifiers, electronic or semiconductor relays are used. The starting pulses are fed to the input of the sawtooth generator of the FPG, consisting of a trigger that controls the semiconductor triode T, an RC circuit and a TG tachogenerator. The use of a tachogenerator allows you to change the quantitative ratios of the charge voltage on the memory capacitor when the speed of the synchronous machine changes and use the method of amplitude modulation of output pulses to measure angles. Consider the operation of a sawtooth generator, starting from the moment the starting pulse is applied from the emf source, which characterizes the resulting magnetic field of the synchronous machine. Impulse from this emf closes the transistor T, the shunt capacitor C, and creates the conditions for charging the memory capacitor in the RC-chain from the DC voltage source of the TG generator. The charge of the capacitor C through the resistance R continues until the semiconductor triode T is opened. The opening of the transistor occurs at the moment when the starting pulse from the EMF, which characterizes the position of the rotor of the synchronous masking, is applied to the trigger. After opening the transistor, capacitor C is able to discharge through the transistor, as a result, the voltage across the capacitor plates quickly drops to zero. From the consideration of the operating principle of the FPG, it is clear that the voltage amplitude on the capacitor plates is proportional to the time interval between the starting pulses from the e.ds.d., characterizing the position of the rotor axis, and e.d. From a review of the principle of operation of the device, it is also seen that the angle is measured once per period of the frequency of the power source. To reduce the effect of non-linearity between the amplitude and the time between pulses, due to an exponential change in the voltage across a capacitor, the RC time constant is much longer than the time between pulses at a low frequency. At large RC time constants, the FPG operation occurs on the initial portions of the exponential voltage change curve, so that the voltage on the capacitor plates between the starting pulses differs little from a straight line. In order for the amplitude of the voltage of the sawtooth pulses, which characterize the measured shift angle between the emf, correspond to the actual value of the angle when the frequency changes and, consequently, the time interval between the starting pulses, the FPG is powered from an additional electric machine sitting on the same shaft with the synchronous machine, - the TG tachogenerator, the load of which is proportional to the speed of rotation of the tested synchronous machine. With a variable value of the measured angle between the emf, characterizing the position of the rotor and the axis of the resulting magnetic field, the voltage equations on the capacitor plates during the charging time ti and tz can be written as: t /., F / 7-rAl -e By expanding the exponential function in a series and dividing equation (1) by (2), we obtain: Taking into account that the voltage of the TG generator is proportional to frequency, and the time constant of the discharge circuit RC far exceeds the charge time t and 4, the equation ( 3) can be written in the following form: and, 2d. one . 7-2 1. 7-1. 02 where 91 - 1 nd 2 t (d) 2- --- Ha, Ja (O is the angular rotor speed. From equation (4) it follows that the voltage amplitude on the capacitor plates is proportional to the error angle and does not depend on the frequency of the power supply Thus, the use of a tachogenerator to power a sawtooth generator makes it possible to measure angles with frequency control of a synchronous motor using a method based on amplitude modulation of output pulses. It should be noted that when changing the duty ratio and frequency of square pulses trig The switch controlling the switching of the transistor T changes the residual voltage on the capacitor when it is discharged, resulting in error when measuring angles. However, since the transistor is fully open, the discharge resistance, the shunt capacitance, is small, this error does not contribute significantly errors in measuring the Invention A device for measuring the misalignment angles between the axes of the resulting magnetic flux of a synchronous mash and emf characterizing the position of its rotor, containing sensors, the phases .ds which depend, respectively, on the position of the rotor and the phase of the emf. the stator of the tested machine, limiting forces, differentiating circuits and a sawtooth generator, including a triode control trigger, and a C-chain, characterized in that, in order to ensure that the alignment angle can be measured in the established and transition modes of the machine in a wide range The bristle bridge is connected to a tachogenerator, making it possible to vary the amplitude of the voltage on an RC circuit capacitor

пропорционально углу в течение времени зар да один раз за период измен ющейс частоты .in proportion to the angle during the charge time once per period of varying frequency.

ifВыход риггераExit rigger

Выход триг гераOutput trig hera

Крегистрирую иг1I'll register ig1

. u4ef.u устрой г пи стВц (осциллогра fVJ. u4ef.u device gp stwc (oscillograph fVJ

ГГYy