Claims (2)
(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ ЯКОРНОЙ ЦЕПИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКАо Есгги режим прерьшистых токов составп ет поповину всего изменени тока, изморенна эпектромагнитна посто нна времени умень шаетс в два раза по сравнению-с истинной Имеетс веро тность создани аварийных режимов: а)двигатешз при .мапом статическом моменте йа счет остаточного магнитного тока может пойти в разнос; б)может быть испорчен коппектор и могут подгореть щетки, так кйк дл определени Т ток обычно измен ют от нул до номинального. Способы, основанные на анапизе осцип- пограмм на вращающейс машине, устран ют все принакпиапыные недостатки, присущие способам, основанным иа анализе ос сиппо грамм на неподви ишй машине. По этим способам определ ют характер ные точки на осциллограмме тока. Наэример , разбивают ось времени на равные ин тервапы, дииной Д t и наход т- гаобые три .р дом сто щие ординаты t, Ij, I Затем определ ют оЕношение токов 3/1 и путем соответствующих расчетов опред© л ют Tg. Однако процесс опрейепени Т, св зан-. ный с необходамостью сн ти осаилпограмм нахождвнием на этих осцйппограммах характерных TOieK 0 проведением расчетов, дпитепен . Точность огфеделени Тдневысока , так как нспо ьауют топько несколько характерных точек нз осдашпограмм, что приводит к потере информации, поскольку Т определ етс всей осаилпограммой тока. Кроме того, опредепение паранвтров ура нени (электромагнитной посто нной) по его решению (осщшпограмме тока) относит с к слабо корректным задачам; мапым ошибкам в опрешгаешш характерных соответствуют бопьшне ошибки в оггредепенй посто нных времени; При проведении расчетов необходимо лользоватьс справочными кривыми или стр ить графики, что неудобно. Автоматиаацн расчету затрудкителыш, так как сложно рпредеа ть характерные точки а вводать справочнь материал. Невоаможно опредепе ние щюизвоньном напр жении сигнава подаваемого) на корь двигатап & также опреде нне отдельных участках кривой разгона, т. е. невозможно опреиепнть Т flfra иестайрйонарных систем.. При питании дв гатеп от тнрксторного выпр мител его С1ю ует paccMatpJJBaTb, как нестаанонарнов звено. Известен также способ опреде пени посто нной времени Тд корной оепв э ектродвигател посто нного тсжа, вк гочакжаий измер ни напр жени , тока кор и скорости вращени эпектродвигател , масштабирование измеренных сигналов и вычисление искомой вегшчины з. Такой способ позвол ет по осциллограмме тока 3( i ) и скорости i(t)oT времени, сн той при подаче скачка напр жени преобразоватеп на вращающийс двигатепь без применени номограмм, выполн пишь расчеты по простым формулам, определить посто нную Т-. Этот способ вл етс наиболее близким к предложенному по технической сущности. По сравнению со способом способ характеризуетс меньшей ошибкой, так как электромагнитна посто нна времени определ етс всей кривой переходного процесса . Недостатками этого способа вл ютс : дпитепьность времени определени , св занна с обработкой осциппог рамм; сложность применени автоматизации расчетов, так как необходимо определ ть производную тока по времени; невозможно определение Т на участке кривой разгона, так как прин то , что процессы, протекающие в двигателе , описываютс гшне15ными дифференциальными уравнени ми, т. е. исключаетс режим прерывистых токов и изменение индуктивного сопротивлени двигател от тока двигател . Одйако способ обладает недостаточной точностью особенно в. режиме прерывистых токов, так как не учитываетс нелинейное иаменение индуктивных сопротивлений от тока двигател и на конечном результате существенно сказьгваетс форма входного сигнала. Целью изобретени вл етс повышение точности определени электромагнитной посто нной времени Т корной цепи электродвигател . Это достигаетс тем, что .по предложо способу задают начальное 3м к6нечное значени тока кор , формируют сигнап , равный разности напр жени кор и снгнапоБ, пропорциональных току кор и скорости электродвигател , интегрируют эту разность, измер ют напр жение ДУ, пропорциональное интегралу разности замере ных сигналов, а искомую величину посто«п«- ной времени наход т по формуле т KAU VVR гда R - активное сопротивление корной цесш К - масштабный коэффициент. Переходные процессы в двигателе описываюггсз следун ыим уравнением и 1Rгде T,L -активное сопротивление и ность корной цепи; U - приложенное к корю напр жение : - ЭДС двигател . Интегриру уравнение (1), попучим Ku-E-IR)at« -|-(1„1 -1„КХ (2) гдеД начальное знач ние тока, сортвет ствующие началу процесса интегрировани при t t ; 31 -конечное значение тока, соответствухо щее концу процесса интегрировани npHtt Реша уравнение (2) относительно Т, получаем I Cu-E-n)at IKR- H гдеТд эпектромагнитна посто нна вре мени корной цепи. Дп определени ТдНеобхрдимо иметь сигналы, пропорциональные .U, Е ,3 J вз тые с соответствующими масштабами . Сигнапы, пропорциональные U,3 J можно непосредственно сн ть с двигател сигнал, пропорциональный Е можно сн ть с тахогенератора. Последовательность операц при определении ТдСледующа : провод т ма штабирование интегрируемых сигналов, устанавливают разность начального Л конеч ногоЭ значений токов, что определ ет диа пазон дл измерени произвольному з кону (можно и скачком) измен ют питак де входное) напр жение до установившегос значени . Подают на вход прибора сигналы, пропорциональные входному питакнцему) и выходному (пропорциональные току) напр жени двигател . Напр51жение, пропорционал ное оборотам даигате ш, снима рт с тахо генератора. Интегрируют разность между входными напр жени ми и напр жени ми,пропорциональными току и оборотам двигател , Значение электромагнитной посто нной вре« MfeHH попучают на выходе интегратора. На чертеже схематически изображено устройство, реализующее предпоженньй способ . Устройство состоит КЗ ©лектродвйгател 1, тахогенератора 2, сумкштора - интегратора 3, перекпючатвге 4, масштабного бпока 5, показывакйцего прибора 6, релейного бпока 7, нерёкшочатей релейного блока 9, перекшочатеп 10, замыкающего ключа 11, размыкающего ключа 12 и резисторов 13-15, Перва операци - масштабирование. Чт бы ошибка в определении была минимапь кой. необходимо все сигналы выставить с одинаковыми коэффициентами {масштабаМ 1 )пропорцнонага ности. Сама величина коэффициента тропор{О1онага ности не играет ропн, так как Т определ етс как частное. от делени но выражению (3). Масштабы U,S ЗRoг5peйeл ютc таким образом, чтобы вепичина сигнала U отклонила стрелку показыбак цего гфнбора 6 на всю шкапу, а сумма сигналов иЛRбылa равна и противопопожна сигнапу U т.е чтобы в установивиюмс режиме выполн лось соотношение; При проведении масштабировани на вход исследуемого Э11ектро|юигатеи 1 по- даетс наттр жэние О от постс юннего источника . Двигатель начинает вращатьс . С электродвигатеп 1 на вход устройства подаютс три сигнала: oamt сигнап пропорционален приложенному напр ж&нвю к корю двигател - входи; второй сигнал пропорционален оборотам двигате - вход Е; третий сигиап пропордионанен току дв гател - входда. Сигнал Е может сниматьс с тахогенератора, сшгкап 3R -с шунта или добавочного сойротидлениа saKOpHofi цепи . Когда обороты ввэгатэ достигнут установившегос режима, иеоб о вмо произвести масштабирование т. в,, щлставить коэф4 5- циенты передает по входам U, Е,3 К. . Дп этого сумматор - йнте1 ратор 3 переключателем 4 (положение 1 ) переводит в режим суммировани и, измен козффицкевт передачи масштабного бпюка 5 по входу (изменение коэффициента передачи осуществл етс резистором .13), дс шакугс отклонени стрелки показьшакйнего прибора 6 на всю шкапу. Затем опредеп в г коэффициент пере дачи по входу Е, предааритепьно найд ко,зффициент пропоргшонагаьйоста между напр жением тахогенератора и напр жением, подаваемым на вход ДБНгатвп . Изменение коэффициента передачЕ но входу Е осуществл етс резистором 15. Так как сигналы U и Е противопопожны по знаку, осташшееса апр нсение сутчсматора интегратора 3 нео ощсмо компенснровать сигналом R.aastseHEB ре0ист«фом 14 коэф4й1щент иерейдчн ио входу 31. ДагЕее стадует в том же масштабе от- капв овать все величины, вход5Ш1 е в знв- менатепь. Так как нам -известен ситна холостого хода и известно, на скопько пэ- гюний отклонинась стрепка показывающего прибора 6 от этого сигнала, то, задавшись начальным значением токаЗ,, определ ем в том же масштабе порог срабатывани рв ,лейного блока 7, Д этого переключа те пь 8-переводам в режим калибровки (положение К) , измен напр жение питани и. и,отклон ем стрелку показывающего прибора на нужное ч спо йэпений. После этого прибор по каналу и. откапибропаи и пере кпкучатель 8 переводитс в режим работы (попожение Р). Лнапогично производ т к ггабровку порога срабатывани реппйного бло ка 9 по каналу и, j (переютючатель 10 в по пожении К), задаютс конечным опа-юпием тока 3 ц;измен от напр жением питани U стрелка показьгоакхцего прибора отклон етс на нужное количество делений. Втора операци - измерение. Переключате ли 8 и 1.0 перевод т в положение работа (положение Г-), а переключатель 4 в положение Ц .Отключают двигатель 1 от нбьпр жени до полной его остановки. Затем по произвольному закону (можно и скачком ) измен ют питак цее напр жение до установившегос значени . Дл обеспечени минимальной ошибки желательно питающее напр жение измен ть доU,при котором прои ходит калибровка. При подаче напр жени на йвигатепь по вл етс динамический ток (сигнал JR)|j начинают расти обороты (по вл етс сигнал С). РазностьcигнaпoвU-E-ЗRинтeгpиpyeтс а течение времени Д - Врем t.( соответствует началу рабочего участка в определении Т . Начало рабочего участка определ етс величиной Л) ч(альный ток при огфеделении Т), Врем fe соответствует концу рабочего участка. Конец рабочего участка определ етс величино конечный ток .фи определении Т)Таким образом, при достижении током дай- гател значени Л ц интегратор включаетс , а при достижении значени Dj выключаетс . При такой работе схемы врем интегрирова- ни &i составл ет произвольную величину Начало интегрировани определ етс по в пением сигнала на выходе репейного блока 7, в качестве которого может быть иопользован усипигепь с попо)сительной обрат ной св зью. Репейный блок 7 имеет два 3x. samкtmw& блок и ЛR-вход, определ емьй текущи л значением тока. Когда напр жение31 достигает ве ичиныид.на выходе релейного блока 7 по вл етс напр же ние и срабатывает замыкак Ний ключ 11. Интегратор - сумматор 3 начинает процесс интегрировани функции . Конец интегрировани определ етс по влением сигнала на выходе релейного бпока Б, в качестве которого может быть пользован уси итепъ с положительной обратной св зью. Релейный блок 9 имеет два входаги, задающий вход и вход R. Когд напр жение 3R достигнет величины , на выходе репейного блока 9 по$шп5 етс напр жение и срабатывает размыкаквдий ключ 12. Срабатыва , размыкак ций ключ 12, отключает интегратор - сумматор 3 от масш табного блока 5, и процесс интегрировани заканч;:ваетс . Если выполнить операцию доленн показани показывающего прибора 5 1ш диапазон изменени Ш1номического тока пт Л до 3 р, г. е, выполнить деление согласно вьфажснию (3), получим величину Т. Тпким образом, с помощью предложенного способа можно определ ть электромагнитные посто нные времени на вращающемс двигателе . Это значительно сокращает врем наладки промьпнленных систем регулировани и позвол ет на этих системах добитьс оптимального режима работы за более короткий срок эксплуатации. Кроме того, по срав- . нению с известным,предложенный способ обладает следукщими преимуществами: повыщаетс точность определени посто5шных времени за счет учета изменени индуктивного сопротивлени корной цепи при включении тока возбуждени ;возможно определение посто$шных времени нестационарных звейьев; искшочаетс возможность создани аварийных режимов. Формула изобретени Способ определени электромагнитной посто нной времени корной цепи электродвигател посто нного тока, включающий измерени напр жени , тока кор и скррости электродвигател , масштабирование измеренных сигналов и вычисление искомой величины, от ли чающийс тем, что, с целью повьшдени точности, задают начальное 3 и конечное Л значени тока кор , формируют сигнал, равный разности напр жени кор и сигналов, пропорциональных току кор и скорости электродвигател , интегрируют эту разность, измер ют напр жение Д U пропорциональное интегралу разности замеренных сигнапов, а искомую вегшчину посто ной времени наход т по формуле э 11 -IJR .1 -активное сопротивление корной цепиJ К - масштабный коэффициент. Источники информации, прин тые во вни- ание при экспертизе: 1. Авторское свидетегаьство СССР 5 166541, кл. q 05 В 23/02, 1962. (54) METHOD FOR DETERMINING THE ELECTROMAGNETIC CONSTANT TIME OF THE ANCHOR CHAIN OF THE DC MOTOR ELECTROMATOR MOTOR CURRENT CHANGE CURRENT ANALOG CURRENT ANALOG CURRENT ANNUAL CHANGE. .map the static moment ya residual magnetic current account can go into spacing; b) the copractor can be damaged and the brushes can be burned, so the test for determining the T current is usually varied from zero to nominal. Methods based on anapiz scapia on a rotating machine eliminate all the inherent flaws inherent in methods based on the analysis of axes on a supported machine. These methods determine the characteristic points on the current waveform. Naerimer, divide the time axis into equal intervals, Dinah and the three ordinates of the ordinates t, Ij, I are found. Then, the current ratio of 3/1 is determined and the Tg is determined by appropriate calculations. However, the process of opreepeni T, sv zan-. It is necessary to remove the osselograms by finding the characteristic TOieK 0 on these octupograms by performing calculations, The accuracy of the fusion is Tdnevysoka, since several characteristic points of the sample of the samples are tracked across the top, which leads to the loss of information, since T is determined by the entire pattern of the current. In addition, the determination of the paranvstran of a uranium (electromagnetic constant) according to its solution (current pattern) refers to weakly correct problems; The errors in the resolution of the characteristic errors correspond to the errors in the set of constant time; When making calculations, it is necessary to use reference curves or draw graphs, which is inconvenient. Automate the calculation of the body, since it is difficult to predict the characteristic points and to enter reference material. It is not possible to determine the paging voltage of the signal applied to the measles motor & It is also possible to determine separate parts of the acceleration curve, i.e., it is impossible to determine the T flfra of the teston systems. When feeding two pairs from a rectifier, its CIU paccMatpJJBaTb is a non-standard link. There is also known a method for determining the constant time Td by a constant constant current drive motor, measuring current, voltage, current and speed of rotation of the electric motor, scaling the measured signals and calculating the desired field value. This method allows using the oscillogram of current 3 (i) and speed i (t) oT of the time taken when applying a voltage jump to a rotating motor without using nomograms, perform calculations using simple formulas to determine the constant T-. This method is the closest to the proposed technical essence. In comparison with the method, the method is characterized by a smaller error, since the electromagnetic time constant is determined by the entire transient curve. The disadvantages of this method are: the determination time associated with the processing of scoops; the difficulty of automating calculations, since it is necessary to determine the time derivative of the current; It is impossible to determine T on the part of the acceleration curve, since the assumption that the processes occurring in the engine are described by the differential equations, i.e., the discontinuous current mode and the change in the inductive resistance of the engine from the engine current are excluded. Odako method has insufficient accuracy especially in. the mode of intermittent currents, since it does not take into account the nonlinear imenenie inductive resistance from the motor current and the final result significantly affects the shape of the input signal. The aim of the invention is to improve the accuracy of the determination of the electromagnetic time constant T of the electric motor main circuit. This is achieved by the fact that, according to the proposal, the initial 3mc6 current values of the core current are formed, a signal equal to the voltage difference between the core and the voltage proportional to the current of the motor and speed of the electric motor is formed, the difference is measured, the control voltage is measured proportional to the integral of the measurement difference signals, and the desired value of the constant “p” time is found using the formula t KAU VVR, where R is the active resistance of the root Cessage K is the scale factor. Transients in the engine are described by the following equation and 1R, where T, L is the active resistance and strength of the core chain; U is the voltage applied to the measles: - the emf of the engine. Integrating equation (1), we get Ku-E-IR) at "- | - (1" 1 -1 "KX (2) where D is the initial current value, which corresponds to the beginning of the integration process at tt; 31 is the final value of the current, At the end of the integration process npHtt Resha equation (2) with respect to T, we get I Cu-En) at IKR-H where Ta is the electromagnetic constant of the core circuit. The dp definitions of TdNeobhrdimo have signals proportional to .U, E, 3 J taken with appropriate scales. Signal proportional to U, 3 J can be directly removed from the engine, a signal proportional to E can be removed from the tachogenerator. The sequence of operations for determining the TcNext: carries out the mapping of the integrated signals, sets the difference of the initial L of the final EE values of the currents, which determines the range for measuring an arbitrary loop (can and abruptly) change the input voltage to a steady-state value. Signals proportional to the input power input and output voltage (proportional to current) of the motor voltage are applied to the device input. The voltage proportional to the speed of the Daigate III is removed from the tacho generator. They integrate the difference between the input voltages and voltages proportional to the motor current and engine revolutions. The value of the electromagnetic constant MfeHH fails at the integrator output. The drawing shows schematically a device that implements the pre-wired method. The device consists of a short circuit © lektrodvigatel 1, tachogenerator 2, combinator-integrator 3, switch 4, scale bp 5, display device 6, switch bp 7, disconnect switch 9, switch 10, lock key, switch 12, and a key, 11 a key and template for a key block, switch 12, switch 9, switch 10, switch key, switch key, switch key, switch key, switch The first step is scaling. What would be a mistake in the definition was minimalist? It is necessary to set all signals with the same coefficients (scale M 1) proportional error. The very magnitude of the coefficient of the troop ratio does not play rpn, since T is defined as a quotient. dividing but the expression (3). The scales of U, S of the Rog5frails are such that the signal shape of the signal U rejects the pointer showing the entire box 6, and the sum of the signals and LRr is equal and the anti-signaling signal U, that is, in the setting mode, the ratio is satisfied; When scaling to the input of E11ectro | Uigate 1 under study, a sample of O from a post source is generated. The engine begins to rotate. With motor 1, three signals are input to the device: oamt signal is proportional to the applied voltage & nyu to the motor core - enter; the second signal is proportional to the engine speed - input E; the third sigiap is proportional to the current of the dv gatel - input. The E signal can be removed from the tachogenerator, the arresting 3R -c shunt, or the extension of the saKOpHofi circuit. When the speed of vvegate is attained to the established regime, it is necessary to scale up the scale of t. To ,, transfer the coefficients 4 to the cents on the inputs U, E, 3 K. Dp of this adder - interpolator 3 by switch 4 (position 1) switches to the summation mode and, changing the transfer rate of the large-scale bipyu 5 by the input (changing the transfer coefficient is made by resistor .13), ds shakugs deviation of the arrow of the display device 6 to the full scale. Then, in g, the transmission coefficient at input E, is predetermined, the ratio between the voltage of the tachogenerator and the voltage applied to the input of the DBNgatvp. The change of the transfer coefficient to the input E is made by the resistor 15. Since the signals U and E are opposite to the sign, it remains impossible to compensate the integrator 3 sensor for the integrator 3 with the R.aastseHEB signal of the formula 14 coefficient 4 and the input and 31. Next, it is on the same scale. Record all quantities, input 5Ш1 е to znavmenep. Since we know the no-load sieve state and know, at a glance, the deviation of the indicating device 6 deviates from this signal, then, having given the initial value of the tok, we determine on the same scale the threshold of operation of the RV, the ley unit 7, D Those 8-transfers to the calibration mode (position K), change the supply voltage and. and, reject the pointer of the indicating device to the desired hpoppenia. After that, the device channel and. The distributor and switch 8 are transferred to the operation mode (pop. P). It is necessary to set the threshold for triggering the 9 block by channel and, j (switch 10 per channel K), set by the final 3-pap current, and change from the power supply U to the desired number of divisions. The second operation is measurement. The switches 8 and 1.0 switch to the work position (position G-), and switch 4 to the position C. Turn off the engine 1 from the process until it stops completely. Then, according to an arbitrary law (it is possible and in a jump), the voltage of the voltage is changed to a steady-state value. To ensure a minimum error, it is desirable that the supply voltage be varied to U, at which calibration is performed. When a voltage is applied to a Yvigatepe, a dynamic current (signal JR) | j appears and the speed begins to increase (signal C appears). Signal difference U-E-Rectifier and the flow of time is D - Time t. (Corresponds to the beginning of the working section in the definition of T. The beginning of the working section is determined by the value of L) h (the initial current at the deflection of T); The end of the work area is determined by the size of the final current. T T definition. Thus, when the digger reaches the value Lc, the integrator is turned on, and when Dj is reached, it turns off. In this operation of the circuit, the integration time & i is an arbitrary value. The beginning of the integration is determined by the singing of the signal at the output of the burdock block 7, which can be used as an adjunct feedback. Burdock 7 has two 3x. samctmw & unit and LR input, defined by the current value of the current. When the voltage 31 reaches the source voltage at the output of the relay unit 7, the voltage appears and the short-circuit switch 11 is triggered. The integrator - the adder 3 starts the process of integrating the function. The end of the integration is determined by the appearance of a signal at the output of the relay B, for which we can use a positive feedback. Relay block 9 has two inputs, a setting input and input R. When the 3R voltage reaches the value, the output of the burdock unit 9 causes the voltage to rise and the switch opens. Key 12 triggers, the integrator-adder 3 disconnects from a scaled block of 5, and the integration process ends;: If you perform an operation to show the indicating device 5 1ш the range of variation of the current Ω1 to 3 p, e, perform the division according to the display (3), we obtain the value T. In a similar way, using the proposed method you can determine the electromagnetic time rotating engine. This significantly reduces the setup time for industrial control systems and allows these systems to achieve optimal operation in a shorter service life. In addition, comp. With the known, the proposed method has the following advantages: it increases the accuracy of determining the constant time by taking into account the change in the inductive resistance of the core circuit when the excitation current is turned on; it is possible to determine the constant time of non-stationary bursts; The possibility of creating emergency modes is missing. Claims The method of determining the electromagnetic time constant of the dc-circuit of a dc electric motor, including measuring voltage, current and motor skrrost, scaling the measured signals and calculating the desired value, due to the fact that, in order to increase accuracy, set the initial 3 and the final L values of the core current, form a signal equal to the difference in the core voltage and signals proportional to the core current and motor speed, integrate this difference, measure the voltage D U proportional to the integral of the difference of the measured signals, and the sought-for constant-time veggie is found by the formula e 11 -IJR .1 — the active resistance of the core chainJ K is the scale factor. Sources of information taken into consideration in the examination: 1. Copyright testimony of the USSR 5 166541, cl. q 05 B 23/02, 1962.
2.Ямпольский Д. С, и др. Определение инамических параметров электропривода осто нного тока, М.,Энерги 1971, . 14-20. 3,Еланчик Б. И. Экспериментальное пределение динамических параметров приода посто нного тока Электротехничг г.а промышленность, вып. 7, сери Эгюктропривод , 1971, с. 21-23.2. Yampolsky D.S., et al. Determination of the dynamic parameters of an electric drive of an ostoshnogo current, Moscow, Energiya 1971,. 14-20. 3, B. Elanchik. Experimental Distribution of Dynamic Parameters of a DC Power Supply Electrotechnical Industry, vol. 7, Seri Egyktroprivod, 1971, p. 21-23.