SU830244A1 - Устройство дл измерени скоростиВРАщЕНи АСиНХРОННОгО дВигАТЕл СфАзНыМ POTOPOM - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике контроля и регулирования и может быть использовано для измерения скорости в системах с асинхронным $ двигателем с фазным ротором.

Известна схема для измерения скорости вращения асинхронных двигателей, входными сигналами которой являются напряжение, ток ротора и статора двигателя . ⁰

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения частоты . вращения асинхронного двигателя, содержащее управляемый дроссель, 15 преобразователь частоты в напряжение, схему сравнения и согласующий трансформатор, а также трансформаторы, выпрямители, делитель напряжения, подключенный к сети питания 20 статора асинхронного двигателя Г 2] .

Однако устройство имеет недостаточную точность измерения скорости вращения ротора асинхронного двигателя . ²⁵

Цель изобретения - повышение точности измерения скорости вращения и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения 30 скорости вращения асинхронного двигателя с фазным ротором, магнитный усилитель с резистором выполнен в виде трансформатора постоянного тока, вторичные обмотки которого соединены последовательно встречно и подключены через резистор и согласующий трансформатор к цепи ротора, а первичная обмотка .трансформатора постоянного тока подключена к источнику постоянного тока,' при этом регистратор под- . ключей параллельно резистору.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2а - напряжение на роторе асинхронного двигателя; на фиг. 26 - соответствующий этому напряжению вторичный ток трансформатора постоянного тока.

Устройство содержит управляемый дроссель, выполненный в виде трансформатора 1 постоянного тока с обмотками 2 и 3 и обмоткой 4 управления, согласующий -трансформатор 5, нагрузку 6, преобразователь 7 частоты в напряжение, регистрирующий прибор 8, резистор 9, источник 10 эталонного напряжения, дроссель 11, источник 12 постоянного тока.

Вторичные обмотки 2 и 3 трансформатора 1 постоянного тока через нагрузку 6 и согласующий трансформатор 5 подключены к цепи ротора асинхронного двигателя. Параллельно нагрузке 6 подключен преобразователь 7 частоты р напряжение, выход которого подключен к схеме сравнения, состоящий из регистрирующего прибора 8, резистора 9 и источника .10 эталонного напряжения. Первичная обмотка трансформатора 1 постоянного тока через дроссель 11 подключена к источнику 12 постоянного тока.

Принцип работы устройства основан на известной для асинхронных машин зависимости (пропорциональности) частоты ЭДС (тока) ротора от его .скорости где η - скорость вращения ротора,' р - число пар полюсов;

f__t - частота напряжения питания асинхронного двигателя·,

- частота ЭДС (тока) ротора.

В качестве измерительного преобразователя, обеспечивающего высокую точность преобразования синусоидального напряжения ЭДС ротора в прямоугольную форму импульсов со стабильной амплитудой, используется трансформатор постоянного тока.

Вторичный ток трансформатора 1 постоянного тока имеет форму чередующихся положительных и отрицательных прямоугольных полуволн (фиг.2 б), причем амплитуда вторичного тока с высокой точностью пропорциональная амплитуде постоянного тока, протекающего по первичной обмотке. Сдвиг по фазе между вторичным током трансформатора постоянного тока и напряжением ротора Up зависит от соотношения R_K /К_кр(фиг.2), где R_H - сопротивление нагрузки/ . R_KP- критическое сопротивление трансформатора 1 постоянного тока.

Анализ работы трансформатора постоянного тока показывает, что если пренебречь потерями в самом трансформаторе можно записать где Е - ЭДС во вторичной обмотке трансформатора постоянного тока;

ЭЗ- ~ изменение потока в сердечнике;

^Wp.“ ^число витков во вторичной обмотке.

Проинтегрировав это выражение за четверть периода, получим амплитуду магнитного потока _Е ЕТ _Е 1 v s ^{dt =} “iw ⁼ Τ’ Tiw ’ гдеФ = Ф_л = 4>_ц - амплитуда магнитного потока трансформатора постоянного тока;

Т - период напряжения; f - частота.

Таким образом, если при изменении напряжения питания трансформатора 1 постоянного тока отношение E/f поддерживается постоянным, магнитный поток, а следовательно, и вторичный ток не должны изменяться. В цепи вторичных обмоток 2 и 3 включена нагрузка 6, напряжение которой подается на преобразователь 7 частоты в напряжение и далее в схему сравнения с регистрирующим прибором 8. Постоянный ток на обмотку 4 управления подается от источника 12 постоянного тока через дроссель 11. Дроссель 11 предназначен для огра- . нйчения тока четных гармоник в цепи управления, что обеспечивает получение режима вынужденного намагничивания трансформатора 1 постоянного тока.

Так как трансформатор 1 постоянного тока не вносит погрешности в измерение частоты, то частота вторичного тока трансформатора 1 постоянного тока с высокой точностью соответствует частоте ЭДС ротора,и, следовательно, на выходе преобразователя 7 частоты в напряжение получаем выходной сигнал, равный частоте ЭДС ротора. В момент пуска асинхронного двигателя при неподвижном роторе частота ЭДС максимальная и соответствует частоте напряжения питания статора, т.е. разность частот, формула (1) равна нулю. Резистором 9 при неподвижном роторе (или при подаче контрольного сигнала с частотой напряжения питания статора) добиваемся нулевого показания регистрирующего прибора 8. При изменении скорости ротора его частота изменяется пропорционально скорости, а разность напряжения резистора 9 и преобразователя 7 частоты в напряжение прямо пропорциональное величине скорости, ротора.

Погрешность измерения скорости вращения в предлагаемом устройстве определяется только погрешностью преобразователя 7 частоты в напряжение и регистрирующего прибора 8 во всем диапазоне изменения скорости.

Claims (1)

1. Вторичные обмотки 2 и 3 трансформ тора 1 посто нного тока через нагруз 6 и согласующий трансформатор 5 под .ключены к цепи ротора асинхронного двигател . Параллельно нагрузке б подключен преобразователь 7 частоты р напр жение, выход которого подклюUeH к схеме сравнени , состо щий из регистрирующего прибора 8, резистора 9 и источника .10 эталонного напр жени . Первична  обмотка трансформатора 1 посто нного тока через дроссель 11 подключена к источнику 12 посто нного тока. Принцип работы устройства основа на известной дл  асинхронных машин завиьсимости (пропорциональности) частоты ЭДС (тока) ротора от его скорости V - а . где п - скорость вращени  ротора/ р - число пар полюсов f,, - частота напр жени  питани  асинхронного двигател  f частота ЭДС (тока) ротора. В качестве измерительного преобр зовател , обеспечивак цего высокую точность преобразовани  синусоидаль ного напр жени  ЭДС ротора в пр моугольную форму импульсов со стабиль ной амплитудой, используетс  трансформатор посто нного тока. Вторичный ток трансформатора 1 посто нного тока имеет форму черёду йц-1хс  положительных и отрицательных пр моугольных полуволн (фиг.2 б), причем амплитуда вторичного тока с высокой точностью пропорциональна a mлитyдe посто нного тока, протека щего по первичной обмотке. Сдвиг по фазе между вторичным током трансфор матора посто нного тока i и напр жением ротора Up зависит от соотно шени  Кц (фиг.2) , где Кц сопротивление нагрузки у критическое сопротивление трансформатора 1 посто нно тока. , Анализ работы трансформатора пос то нного тока показывает, что если пренебречь потер ми в самом трансфо маторе можно записать с U Е W где Е - ЭДС во вторичной обмотке трансформатора посто нного тока изменение потока в сердечнике; W - число ЧИТ.КОВ во вторичной обмотке. Проинтегрировав это выражение за четверть периода, получим амплитуду магнитного потока . Е ЕТ Е 1 w- 5.. -ITw Т W гдеФ Ф Фу - амплитуда магнитного потока трансформатора посто нного тока; Т - период напр жени ; f - частота. Таким образом, если при изменении напр жени  питани  трансформатора 1 посто нного тока отношение E/f поддерживаетс  посто нным, магнитный поток, а следовательно, и вторичный ток не должны измен тьс . В цепи вторичных обмоток 2 и 3 включена нагрузка 6, напр жение которой подаетс  на преобразователь 7 частоты в напр жение и далее в схему сравнени  с регистрирующим прибором 8. Посто нный ток на обмотку 4 управлени  подаетс  от источника 12 посто нного тока через дроссель 11. Дроссель 11 предназначен дл  ограничени  тока четных гармоник в цепи управлени , что обеспечивает получение режима вынужденного намагничивани  трансформатора 1 посто нного тока. Так как трансформатор 1 посто нного тока не вносит погрешности в измерение частоты, то частота вторичного тока трансформатора 1 посто нного тока с высокой точностью соответствует частоте ЭДС роторами, следовательно, на выходе преобразовател  7 частоты в напр жение получаем выходной сигнал, равный частоте ЭДС ротора. В момент пуска асинхронного двигател  при неподвижном роторе частота ЭДС максимальна  и соответствует частоте напр жени  питани  статора, т.е. разность частот, формула (li равна нулю. Резистором 9 при неподвижном роторе (или при подаче контрольного сигнала с частотой напр жени  питани  статора) добиваемс  нулевого показани  регистрирующего прибора 8. При изменении скорости ротора его частота измен етс  пропорционально скорости, а разность напр жени  резистора 9 и преобразовател  7 частоты в напр жение пр мо пропорциональное величине скорости ротора. Погрешность измерени  скорости вргццени  в предлагаемом устройстве определ етс  только погрешностью преобразовател  7 частоты в напр жение и регистрирующего прибора 8 во всем диапазоне изменени  скорости. . Формула изобретени  Устройство дл  измерени  скорости вращени  асинхронного двигател  с фазным ротором, содержащее магнитный усилитель G резистором, источник посто нного тока согласующий трансформатор и регистратор, о т л и чающе е с  , тем, что, с целью повышени  точности измерени , магнит