SU756582A1

SU756582A1 - Устройство для измерения частоты вращения асинхронного двухфазного электродвигателя 1

Info

Publication number: SU756582A1
Application number: SU742037776A
Authority: SU
Inventors: Valerij Z Gusinskij; Galina N Demidova; Vladimir V Ivanov
Original assignee: Valerij Z Gusinskij; Galina N Demidova; Vladimir V Ivanov
Priority date: 1974-06-07
Filing date: 1974-06-07
Publication date: 1980-08-15

Description

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в схемах автоматического регулирования для получения информации о величине частоты вращения управляемого 5 асинхронного электродвигателя.

Получение информации о частоте вращения ротора асинхронного двигателя без усложнения его конструкции — задача актуальная. Необходимость в устройствах, решающих эту задачу, возникает, когда невозможно или нецелесообразно вмешиваться в конструкцию двигателя.' 15

Примером решения указанной задачи может служить устройство для измерения частоты вращения ротора герметичного электродвигателя [ί] . Это устройство позволяет получить информацию 20 о· частоте вращения, но в нем предусмотрена установка на корпусе двигателя датчика пульсации магнитного поля статора, сигнал с которого проходит через ряд сложных частотных фильтров.25

Ближайшим к предложенному по технической сущности является устройство, в котором информацию о частоте вращения асинхронного электродвигателя получают непосредственно с его 30

2

обмоток [2]. Это устройство состоит из фазосдвигающего контура, включенного параллельно выходу усилителя, и резистора, включенного последовательно с обмоткой управления. Принцип работы устройства основан на изменении фазы тока обмотки управления при изменении частоты вращения. Выходной сигнал устройства является разностным сигналом от сложения напряжений фазовращателя и резистора. Фаза напря жения па фазовращателе постоянна, а на резисторе переменная от частоты вращения. Амплитуды указанных напряжений изменяются пропорционально частоте вращения. Устройство настраивается таким образом, чтобы при неподвижном роторе и наличии напряжения на выходе усилителя (т.е. при наличии момента нагрузки на валу двигателя) амплитуды и фазы напряжений на резисторе и фазовращателе были равны. При вращении ротора за счет изменения фазы тока обмотки управления нарушается компенсация напряжений, и на выходе устройства появляется сигнал, пропорциональный частоте вращения. Недостатком известного устройства является низкая точность измерения частоты вращения. Это объясняется тем. ·

756582

что устройство не содержит компенсатора, который бы уменьшал ошибку от ¹

изменения фазы тока двигателя при

постоянной частоте вращения и переменном моменте нагрузки на валу.

Свойство изменять фазу тока при переменном моменте нагрузки на валу при постоянной частоте вращения принципиально присуще асинхронному двигателю. в результате при переменной нагрузке на валу двигателя выходной сигнал с устройства изменяется при № постоянной частоте вращения.

Целью предложения является повышение точности измерения частоты вращения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство,.содержащее фазосдвигающий контур и резистор, вводят второй фазосдвигающий контур и фазочувствительный выпрямитель. Первый фазосдвигающий контур при этом подключается параллельно выводам обмотки возбуждения, а второй (дополнительный) последовательно с обмоткой управления. Управляющим (опорным) сигналом фазочувствительного. выпрямителя является 25 напряжение с выхода первого фаэосдвигающего контура, а его входным сигналом является напряжение с резистора. Описанное устройство позволяет значительно уменьшить ошибку при измерении 30 частоты вращения в случае переменной механической нагрузки на валу двигателя.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; а на фиг. 2 - векторная 35 диаграмма напряжений устройства.

Устройство 1 состоит из фазосдвигающего контура, образованного резистором 2 и конденсатором 3, из фазочувствительного выпрямителя 4 и фазосдвигающего контура 5. Резистор и ^υконденсатор включены последовательно в цепь обмотки управления 6 двигателя 7. Клеммы 8 управляющего (опорного) входа фазочувствительного выпрямителя соединены с клеммами 9 фазосдвига- 45 ющего контура 5. Клеммы 10 главного входа фазочувствительного выпрямителя по переменному току соединены с клеммами резистора. Выход 11 фазочувствительного выпрямителя соединен с вхо- 50 дом блока 12, который служит для измерения напряжения постоянного тока. Обмотка возбуждения 13 двигателя включена на клеммы сетевого напряжения Цс . Обмотка управления б включена на 545 выход усилителя 14'.

Фазосдвигающий контур 5 настраивается таким образом, чтобы фаза его выходного напряжения была сдвинута во времени относительно напряжения на резисторе 2 при неподвижном роторе на 60 четверть периода. Этим достигается отсутствие сигнала на выходе фазочувствительного выпрямителя при неподвижном роторе. Фазосдвигающий контур, состоящий иэ резистора 2 и конденса- 65

тора 3, настраиваемся так, чтобы выходной сигнал с фазочувствительного выпрямителя не изменялся при переменной механической нагрузке на валу двигателя и постоянной частоте вращения. При неподвижном роторе и наличии напряжений на обмотках двигателя на выходе демодулятора за счет настройки фазосдвигающего контура 5 будет отсутствовать напряжение постоянного тока. При вращении ротора на выходе фаэочувствительного выпрямителя появится сигнал постоянного тока, так как изменится фаза тока обмотки управления, что приведет к изменению фазы напряжения на резисторе 2, При постоянной частоте вращения и переменном моменте нагрузки на валу двигателя, т.е. при переменных амплитуде и фазе тока в обмотке Управления сигнал на выходе фазочувствительного выпрямителя сохранит постоянное значение. Это достигается за счет подбора значений величин сопротивления резистора 2 и емкости конденсатора 3.

Для пояснения сказанного на фиг. 2 построена векторная диаграмма комплексных амплитуд напряжения на резисторе 2 и напряжения и_ВЬ|^, пропорционально которому на выходе фазочувствительного выпрямителя формируется сигнал постоянного тока.

Как видно из фиг. 2, напряжение на резисторе 2, пропорциональное произведению тока обмотки управления на величину сопротивления резистора Я при частоте вращения СС_г /0 (не равной 0) сдвинуто по фазе на угол сС₄, относительно тока при = о.

При изменении (увеличении) момента на валу двигателя амплитуда и фаза напряжения на резисторе 2 изменяется в соответствии с положением вектора ^2 К. Благодаря подбору величин фазосдвигающего контура, состоящего из резистора 2(8) и конденсатора 3 (фиг. 1) проекция вектора на ось и_ВЬ1>, которая перпендикулярна оси У_>С1 сохранит значение, равное проекции вектора # Ή К

Фаза опорного напряжения фазочувствительного выпрямителя выбрана такой, что на его выходе сигнал постоянного тока пропорционален проекции комплексной амплитуды вектора входного напряжения на ось и_ВЬГ)1.

Таким образом, при постоянной частоте вращения и переменном моменте нагрузки на валу двигателя выходной сигнал с фазочувствительного выпрямителя сохранит постоянное значение.

Claims

Формула изобретения

Устройство для измерения частоты вращения асинхронного двухфазного электродвигателя, имеющего обмотки возбуждения и управления, содержащее

5

756582

6

фазосдвигающий контур и резистор, включенный последовательно с обмоткой управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введен второй фазосдвигающий контур и фазочувствительный выпрями- с тель, при этом первый фазосдвигающий контур включен между выводами обмотки возбуждения и управляющим входом фазочувствительного выпрямителя, выход которого является выходом устройства, ._ и выводы переменного тока которого '^υ

соединены с выводами упомянутого

резистора, а второй фазосдвигающий

контур включен последовательно в цепь

обмотки управления.