SU736278A1 - Устройство дл измерени электромагнитной посто нной времени корной цепи электродвигател - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к устройст вам дл  измерени  параметров электрических машин, а именно к устройст вам, предназначенным дл  определени  электромагнитной посто нной вре мени Tj  корных цепей электродвигател  посто нного тока независимого возбуждени . Точное значение Т необходимо знать при расчетах и налад ке промышленных систем регулировани  с целью достижени  этими системами оптимальных режимов функционировани  , Известно устройство дл  измерени  электромагнитной посто нной вре мени  корной цепи электродвигател , содержащее индуктивную обмотку,датчик тока  кор , блок вычитани ,блок интегрировани  1. При определении Тд этим устройством необходимо проинтегрировать разность между сигналом, пропорциональным току  ко р  Однако устройство обладает: м определени  лой точностью из-за включени  в электромагнитную цепь дополнительных активных сопротивлений , а также за счет того, что индуктивное сопротивление  корной цепи зависит от тока возбуждени ; определение Т происходит при сн том токе возбуждени , следовательно , на 20-40% измеренна  Тэ отличаетс  от истинной Тз (истинна  Т-эХарактеризует переходные процессы в машине с подключенной обмоткой возбуждени ) . Область, применени  устройства ограничена, так как в большинстве случаев нет возможности определить Тд, если наблюдаетс  режим прерывистых токов. Веро тно по вление аварийных режимов.Двигатель при малом статическом моменте может за счет остаточного маг1штного потока при номинальном токе ПОЙТИ в разнос (при определении электромагнитной посто нной времени на заторможенном двигателе ток обычно измен ют от нул  до номинального ) . Известное устройство дл  опредепени  Т реализует интегральный метод определени  Т 2. За счет включени  порогового блока удалось увеличить точность в определении Тэ вне зависимости от величины сопротивлений , включенных последовательно с. индуктивностью инерционного звена, т.е. удалось исключить

только первый недостаток рассмотрег вого выше устройства.

Известно также устройство дл  измерени  электромагнитной посто нной времени  корной цепи электродвигател  посто нного тока независимого возбуждени , содержащее датчики напр жени  тока и ЭДС  корной Цепи, подключенные к трем вxoдiaм йаоитабирующего бтюка, выход которого через два последовательно соединенных ключа св зан со входом сумматора - интегратора, управл юшие входы ключей соединены с выходами первого и второго релейных блоков,перфые входы которых через соответст ующие резисторы соединены с выходо {Затчика тока  корной цепи,а к други ЬходаМ релейных блоков подключены Щеточники опорного напр жени  3. Это устройство позвол ет определ ть Электромагнитную посто нную времени  корной цепи на вращающей ма1аине Согласно этому устройству необходимо проинтегрировать на рабочем участке разность между сигналом,пропорциональным напр жению, подавае-. мому на  корь двигател , и между сигналами, пропорциональными оборотам {ЭДС Е) и току 1 двигател ,

В зтом устройстве сигнал, пропорциональный оборотам (ЭДС), беретс  е выхода тахогенератора, что ограничивает область применени  данного устройства только двигател ми, валы которых соединены с тахогенера орами .

Цель изобретени  - расширение области применени .

; Цель достигаетс  тем, что в устройство введен дополнительный источник опорного напр жени , а датчик ЭДС выполнен в виде интегратора , один из входов которого соединен с выходом датчика тока, а второй вход - с выходом дополнительного источника опорного напр жени .

На чертеже показана функцион;альна  схема устройства.

Устройство 1 содержит интегратор-сумматор 2, к выходу которого подключен измерительный прибор 3. Вход интегратора-сумматора 2 подключен к выходу масштабного блока 4 через последовательно соединенные замыкающий 5 и размыкающий б ключи. Масштабный блок 4 имеет три входа. Один вход (с датчика напр жени   корной цепи и ) подсоединен к вхо,цу исследуемого звена 7 (за вход принимаем напр жени , подаваекие на  кОрь двигател ) через резистор 8.

Второй вход (входГЯ) масштабного блока подсоединен к выходу исследуемого звена по току через резистор 9 (датчик тока). За выход исследуемого звена по току прин то падение напр жени  на добавочном сопротивлении  корной цепи. Третий

вход (выход ЭДС Е) подсоединен через резистор 10 к выходу интегратора 11, один вход которого подсоединен к выходу исследуемого звена по току (выход IR) через резистор 12, а второй - к источнику 13 дополнительного опорного посто нного напр жени  через резистор 14. Управл ющий вход замыкающего ключа 5 подсоединен к релейному блоку 15, а управл ющий вход размыксиощего ключа 6 подсоединен к релейному блоку 16. Релейный блок 15 имеет два входа: один вход релейного блока подсоединен к выходу исследуемого звена по току (вход,) через резистор 17, а второй вход - к управл ющему блоку 18 через переключатель 19, два положени : положение Р .соответствует работе, положение К - калибровке . Величина посто нного напр жени  от управл ющего блока 18 определ ет срабатывание релейного блока 15, Релейный блок 16 также имеет два входа: один вход релейного блока подсоединен к выходу исследуемого звена по току (вход 1R ) через резистор 20, а второй - к управл ющему устройству 18 через переключатель 21, который, как и переключатель 19, имеет два папоженк : положение Р соответствует работе,положение К - калибро.вке. Кроме того, устройство имеет переключатель 22, который также имеет два положени : положение К - калибровка, положение Р - работа, В положении К интегратор-сумматор 2 работает в режиме сумматора (резистор 2-3) , в положении Р - в режиме интегратора (емкость 24).

Работа устройства подраздел етс  на три режима. Первый .режим-компенсаци  холостого хода двигател  производитс  интегратором 11. В этом режиме источником 13 посто нного напр жени  на вход интегратора 11 подаетс  сигнал, равный по величине , но противоположный по знаку сигналу холостого хода. Интегратор 11 останавливаетс ,

Второй режим - калибровка, В этом режиме устанавливаютс  коэффициенты передачи масштабного блока 4 по входам и,1R, Е. Ошибка в определении коэффициентов приводит к ошибке в определении электромагнитНой посто нной времени  корных цепей двигател . Процесс калибровки включает в себ  не только выставление коэффициентов, но и их проверку При выставлении коэффициентов двигатель работает на установившейс  скорости, интегратор-сумматор 2 работает в режиме суммировани , а переключатели 19, 21 и 22 переведены в положение калибровка (обратна  св зь интегратора-сумматора 2 состоит из резистора 23). В этом ре«име размыкающий ключ б замкнут и на интегратор-сумматор 2 от масштабного 57шка 4 подаетс  напр жение . Затем отключаетс  питание йви и производитс  сброс напр жени  интегратора 11. После этих операций подаетс  питание на иссле дуемое звено 7 (двигатель разгон етс ) и интегратором-сумматором 11 интегрируетс  с запоминанием сигна V у.% (Л динамическа  состав л юща  тока, 1 - ток холостого хода). При этом на вход сумматора 4 подаютс  три сигнала: сигнал, пр порциональный напр жению питани  двигател  (вход U ) , сигнал пропорциональный току (вход1К ) и сигнал пропорциональный ЭДС (вход Е; . Про интегрированное значение динамичес кого тока определ ет ЭДС двигател  Это, -можно показать, если записать уравнение моментов: Go с Ф fi -1 N а згТ at м g inxii J маховой момент двигател , где ЭТ5 n t Ф скорость вращени , врем  поток. Cj - коэффициент пропорциональности . Проинтегировав выражение (1), по лучаем 75С СО Т ,.) .О,)Умножим первую и правую часть выражени  ( 2) на , получим 575с ФС Ф 7° -. ., где СЕ - коэффициент пропорциональности . Теперь когда есть три сигнала и,1( и Е, осуществл ем их масштаби рование. Масштабирование сигнала О осуществл етс  изменением коэффициента передачи масштабного блока 4 (резистор 8) до тех пор, пока стрелка показывающего прибора 3 не отклонитс  на всю шкалу. Затем резистором 10 измен етс  коэффициент Масштабного блока 4 по входу Е (вхо Е противоположен по.знаку входу U) и необходимо добитьс  того, чтобы стрелка показывающего прибора 3 от клонилась на несколько делений (поч ти верлулась в нулевое положение). Точное значение Е на данном этапе знать не надо: оно будет точно определено при дальнейшей калибровке Предварительно можно сказать, что зависимости от типа и мощности дви гател  сигнал Е составл ет 85-99% от сигнала U, После этого резистором,9 выстав л етс  коэффициент передачи масгота ного блока 4 по входуШ : измен ютс  коэффициенты передачи этого блока и добиваемс  нулевого показани  прибора 3. Теперь приступаем к выбору начала рабочего участка. Рабочий участок выбираетс  по величине сигHaJiatR , В установившемс  режиме определ етс  ток холостого хода сигнала 1 ft , выраженный в делени х показывающего прибора 3. Так как начаЛьный участок измерени  Т определ етс , рабочим током двигател , то можно, исход  из пропорциональности между сигналом холостого хода и показани ми прибора 3, определить начало рабочего участка. Дл  удобства калибровки целесообразно равенство, между входными сопротивлени ми блоков 4, 15 и 16 по сигналу1Й . Если, например, начало рабочего участка соответствует дес тикрат-. г1ому значению тока холосггого хода, то, измен   напр жение задани  Uj.H , следует отклонить стрелку показывающего прибора на число делений в 10 раз превышающее число делений от сигнала тока холостого хода. Конец рабочего участка определ етс  по той же методике, что и начало рабочего участка. Только конец рабочего участка определ етс  вели :Иной и напр жением задани  и,,ц . После выполнени  всех операций прибор считаетс  предварительно откалиброванным. Затем уточн ют калибровку, т.е. уточн ют коэффициенты передачи блока 4 по входам О,IR и Е. Дл  этого |1ереключатели 19, 21 и 22 перевод тс  в положение Р - работа . Интегратор-сумматор 2 перевод т в режим интегратора (в цепь обратной св зи интегратора-сумматора включают конденсатор 24), Двигатель обесточиваетс , а после его полной ос- тановки на его  корь вновь подают растущее по произвольному закону до установившегос  значени  напр жени . Причем установившеес  значение этого напр жени  должно равн тьс  нап э жению, подаваемому на двигатель в режиме калибровка. После подачи напр жени  на двигатель возрастают выходные сигналы 1ft и Е. Когда 1R достигает величи- . ны напр жени  задани  начала рабочего участка из,.н, на выходе релейного блока 15 по вл етс  сигнал на срабатывание замыкающего ключа 5. Этот ключ срабатывает и интеграторсумматор 2 начинает интегрировать напр жение с выхода масштабного блока 4. При Дсшьнейшем росте сигнал 1 достигает величину сигнала и.к и на выходе релейного блока 16 по вл етс  сигнал на срабатывание размыкающего ключа 6, Этот ключ срабатывает и отключает вход интегратора-сумматора 2 от масштабного блока 4

Интегратор-сумматор 2 перестает интегрировать без сброса результата интегрировани , а результат интегрировани  показывает измерит1эль ный прибор 3. Если коэффициенты масштабного блока 4 выбраны прааильМО , то показани  измерительного прибора 3 соответствуют Т,, так как Т определ етс  по следующей формуле

Т .

(4)

К-,

коэффициенты переК

где

-1 дачи устройства по соответствующим входам,

1|иК соответствуют наЧ пр жени м J.K, ии.н..

Однако значение Тд может отличать- , с  от истинного за счет ошибок в коэффициентах передачи масштабного фгока 4. Поэтому полученное значение Т нуждаетс  в проверке. Проверка осуществл етс  автоматически и достигаетс  тем, что Т определ етс  t-на участке подъема и на участке спада динамического тока. На Э:том участке производна  тока мен е;т знак и мен ет знак функци  на, входе интегратора-сумматора 2. Ввиду того, что участок задани  определени  Тд не изменилс , то при п:равильно выбранных значени х коэффициентов передачи масштабного блок:а 4 измерительный прибор 3 должен показать ноль. Если измерительный прибор 3 не показал ноль, то коэффициенты по входам Е иШ выставлены с ошибками. Учитыва  величину и знак отклонени  стрелки показывающего прибора 3 при запуске двигател  и учитыва , что в установившемс  режиме выполн етс  равеноство

,

следует уточнить коэффициенты масштабного блока 4 о За три - семь пробных запусков двигател  удаетс  выставить коэффициенты по входам IR и Е. При правильно выбранных коэффициентах передачи масштабного блока 4 измерительный прибор 3 покажет ноль,

следующий режим - работа. Переключатель 19, 21 и 22 остаетс  в положении Р (сумматор-интегратор 2 работает в режиме интегрировани ) На вход управл ющего устройства 18 подаетс  напр жение ,. Это напр жение запрещает интегрировать сигнал с выхода маси табного блока 4 на спадающей ветви динамического тока Таким образом, если на управл ющее

устройство 18 подаетс  два сигнала: . и сигнал с выхода релейного блока 16, то така  комбинаци  сигналов запрещает повторное включение разь«дкающего ключа 6 на участке спадани  динамического тока. Следовательно , устройство работает так же, как и в режиме калибровки, но так как нет повторного интегрировани , то показани  прибора пропорциональны электромагнитной посто нной вр--мени,

В обшем случае дл  определени  Тд нужно осумествить onepaui-m делени , согласно выражению (4), Однако в частном случае, когда жестко задана разность 1,,--1ц, деление может быть учтено изменением коэффициента передачи измерительного блока 3,

Устройство позвол ет определить Т- быстро и с большой точностью, что снижает затраты времени на наладку систем автоматического регулировани  и повышает качество наладочных работ, Устройство может быть использовано на электродвигател х, не содержагцих датчики скорости, что расшир ет область применени  устройства .

Форгтула изобретени 

Устройство дл  измерени  электромагнитной посто нной времени  корной цепи электродвигател  посто нного тока независимого возбуждени , содержащее датчики напр жени , тока и ЭДС  корной цепи, подключенные к трем входам масиггабируюаюго блока ,- выход которого через два последовательно соединенных ключа св зан со входом сумматора-Иитегратора , управл ющие входы клгсчей соединены с выходами первого и второго р(2лейных блоков J первые входы которых через соответствуюшие резисторы соединены с выходом датчика тока  корной цепи, а к другим входам релейных блоков подключены источники опорного напр жени , о г л и ч а ю ид е е с   тем, чтО; с целью расширени  области применени  введен дополнительный источник опорного напр жени , а датчик ЭДС выполнен в виде интегратора, один из аходов ко7сорого соединен с выходом датчика тока, а второй вход - с выходом дополнительного источника опорного напр жени .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Борцов Ю,Л, и др. Экспериментальное определение параметров автоматизированных электроприводов, М., Энерги  , 1969.

2.Авторское свидетельство СССР f 467332, кл. С, 05 В 23/04, 1974.

3.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2175924/18-21,

кл. Н 02 К 15/00, 1977,

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для измерения электромагнитной постоянной времени якорной цепи электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения, содержащее датчики напряжения, тока и ЭДС якорной цепи, подключенные к трем входам масштабирующего блока, выход которого через два последовательно соединенных ключа связан со входом сумматора-интегратора, управляющие входы ключей соединены с выходами первого и второго релейных блоков, первые входы которых через соответствующие резисторы соединены с выходом датчика тока якорной цепи, а к другим входам релейных блоков подключены источники опорного напряжения, о т дичающее с я тем. что, с целью расширения области применения, введен дополнительный источник опорного напряжения, а датчик ЭДС выполнен в виде интегратора, один из входов ко?горого соединен с выходом датчика тока, а второй вход - с выходом дополнительного источника опорного напряжения.