SU866477A1

SU866477A1 - Device for measuring slip

Info

Publication number: SU866477A1
Application number: SU802880678A
Authority: SU
Inventors: Евгений Андрианович Демин
Original assignee: Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт
Priority date: 1980-01-30
Filing date: 1980-01-30
Publication date: 1981-09-23

Description

Изобретение относитс к технике контрол и регулировани параметров вращени электрических машин и может быть использовано дл измерени скол жени , т.е. относительной разности частот враадени ротора и магнитного пол статора у асинхронных и синхрон ных электрических машин. Известно устройство дл измерени скольжени , выполненное на базе асинхронных машин с фазным ротором, у которых электродвижуща сила - ЭДС снимаема с колец фазного ротора,про порциональна скольжению Недостатком данного устройства вл етс то, что ЭДС в фазном роторе имеет при малых скольжени х незначительную крутизну выходного напр жени , а напр жение на выходе имеет переменную частоту, что делает его мало пригодным дл целей измерени , особенно в диапазоне малых скольжени Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс устрой ство дл измерени скольжени переменного тока машины,содержащее каскадную электрическую машину, состо щую из двух асинхронных машин, расположенных в общем корпусе, роторы которых расположены «а одном валу, и жестко св заны с валом, контролируемой машины, а обмотки роторов включены последовательно-согласно Г ЗУстройство работает следующим образом . Генератор опорной частоты - п подает трехфазное напр жение в статорную обмотку возбуждени одной из асинхронных машин каскада и создает в ней вращающеес магнитное поле, частота вращени которого регулируетс изменением опорной частоты (по).При вращении ротора, св занного с контролируемым объектом, в обмотках ротора индуктируетс ток, пропорциональный разности частот опорной (n) и вращени ротора (пр). Ток, протекающий через обмотку ротора второй асинхронной машины, возбуждает в ее статорной обмотке напр жение, которое через фильтр и фазочувствительный усилитель подает с на нуль-индикатор, а также используетс дл регулировани скорости контролируемого объекта. Недостатки устройства - сложность устройства из-за наличи большого количества элементов, вход щих в измерительную цепь (задающий генератор переменной частоты, измеритель частоты ,нуль-орган, фильтры и др.) а также ручна насГройка пд; малый диапазон измер емых скольжений, поскольку зона пропорциональности напр жени скольжению, обусловлена соотношением между активным и индуктивным сопротивлени ми обмотки ротора. Последнее зависит от величины скольжени и становитс соизмеримым и меньше активного сопротивлени только при очень малых скольжени х.The invention relates to a technique for monitoring and controlling the parameters of rotation of electric machines and can be used to measure the spalling, i.e. the relative frequency difference between the rotor and the magnetic field of the stator in asynchronous and synchronous electric machines. A device for measuring slip, made on the basis of asynchronous machines with a phase rotor, in which the electromotive force - emf removable from the rings of the phase rotor, is proportional to the slip, is known. The disadvantage of this device is that the low-slip voltage in the phase rotor has a slight output slope voltage, and the output voltage has a variable frequency, which makes it unsuitable for measurement purposes, especially in the small slip range. The closest technical solution to the invention is a device for measuring the slip of an alternating current of a machine, comprising a cascade electric machine consisting of two asynchronous machines located in a common housing, the rotors of which are located in one shaft and are rigidly connected to the shaft of the controlled machine, and the windings of the rotors are connected in series according to the G Device works as follows. The reference frequency generator - p supplies a three-phase voltage to the stator excitation winding of one of the asynchronous machines of the cascade and creates in it a rotating magnetic field, the rotation frequency of which is regulated by changing the reference frequency () with the controlled object in the rotor windings a current is induced proportional to the frequency difference between the reference (n) and the rotor rotation (pr). The current flowing through the rotor winding of the second asynchronous machine excites a voltage in its stator winding, which through a filter and a phase-sensitive amplifier supplies a zero indicator and is also used to control the speed of the object being monitored. Disadvantages of the device - the complexity of the device due to the presence of a large number of elements included in the measuring circuit (master oscillator of variable frequency, frequency meter, null organ, filters, etc.) as well as manual configuration; the small range of measured slip, since the proportional band of the slip voltage, is due to the ratio between the active and inductive resistances of the rotor winding. The latter depends on the amount of slip and becomes commensurate and less active resistance only at very small slip.

Незначительные отклонени частоты опорного генератора вызывают значительные погрешности в измерении скольжений у -асинхронных и синхронных машин.Minor deviations of the frequency of the reference oscillator cause significant errors in the measurement of the slip of the y-synchronous and synchronous machines.

Цель изобретени - упрощение устройства , увеличение точности измерени скольжени и расширение диапазона измер емых скольжений у асинхронных и синхронных электрических машинThe purpose of the invention is to simplify the device, increase the accuracy of slip measurement and expand the range of measured slides for asynchronous and synchronous electric machines.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл измерени скольжени , содержащее контролируемую электрическую машину переменного тока и каскадную электрическую машину , состо щую из двух асинхронных машин, расположенных в общем корпусе , ротора которых установлены на общем валу и жестко св заны с вгшом контролируемой машины, а обмотки роторов включены, последовательно-согласно , одна из статорных обмоток асинхронной Мсциины каскада подключена к входу фазочувствительного усилител или выпр мител , введен стабилизатор напр жени , при этом выход статорной обмотки второй асинхронной машины каскада подключен через стабилизатор напр жени параллельно к выходу статорной обмотки контролируемой электрической машины и обе обмотки имеют одинаковое число пар полюсав и одинаковые добавочные сопротивлени , установленные на роторе.The goal is achieved by the device for measuring the slip, which contains a controlled electric machine of alternating current and a cascade electric machine, consisting of two asynchronous machines, located in a common housing, the rotors of which are mounted on a common shaft and rigidly connected to the controlled machine, the rotors of the rotors are connected, in series according to, one of the stator windings of the asynchronous Msciany cascade is connected to the input of a phase-sensitive amplifier or rectifier, a voltage regulator is introduced audio, the second output of the stator winding of the asynchronous machine is connected through a cascade of a voltage regulator in parallel to the output of the stator windings of the electrical machine controlled and both coil pairs have the same number and the same additional polyusav resistance, mounted on the rotor.

На фиг.1 представлена электрическа схема соединений элементов устройства дл измерени скольжений; на фиг.2 - другой вариант этого устройства; на фиг.З - зависимость ЭДС от скольжений (т.е. Е f(S).Figure 1 is an electrical connection diagram of the elements of a device for measuring slides; figure 2 is another version of this device; in FIG. 3, the EMF is a function of slip (i.e. E f (S)

Устройство содержит контролируемую машину 1 переменного тока со статорной обмоткой 2 и ротором 3, каскад, состо щий из двух асинхронных машин 4 и 5, статорные обмотки которых б и 7 расположены в корпусе, обмотки 8 и 9 ротора 10 соединены последовательно-согласно, фазочувствительный усилитель (или выпр митель 11 пбдключен к выходу обмотки 7, а выход фазочувствительного усилител The device contains a controlled machine 1 AC with stator winding 2 and rotor 3, a cascade consisting of two asynchronous machines 4 and 5, the stator windings of which b and 7 are located in the housing, the windings 8 and 9 of the rotor 10 are connected in series-according, phase-sensitive amplifier (or rectifier 11 pdc connected to the output of the winding 7, and the output of the phase-sensitive amplifier

11подключен к измерительному блоку11connected to measuring unit

12скольжений, показывающему или используемому в качестве обратной св зи в системах регулировани , вал 13 каскё1да соединен жестко с валом ротора 3 контролируемой электрической машины 1. Статорна обмотка 6 подключена через стабилизатор 14 параллельно к выходу статорной обмотки 2 контролируемой машины 1. Обе обмотки12 slippings, showing or used as feedback in control systems, the shaft 13 of the cascades is rigidly connected to the rotor shaft 3 of the controlled electric machine 1. The stator winding 6 is connected via a stabilizer 14 in parallel to the output of the stator winding 2 of the controlled machine 1. Both windings

1и 6 имеют одинаковое число пар полюсов и одинаковое чередование фаз (ABCf А В с). В качестве стабилизатора 14 могут быть использованы трехфазный трансформатор с подмагничиванием , феррорезонансный или другой,1 and 6 have the same number of pole pairs and the same phase rotation (ABCf A B s). As the stabilizer 14 can be used a three-phase transformer with bias, ferroresonance or other,

но с условием .сохранени чередовани фаз на выходе и входе.but with the condition of preserving the alternation of phases at the output and the input.

На фиг.2 представлена электрическа схема соединени обмоток 8 и 9 роторов с включенными последователно с ними дополнительными сопротивлени ми (Rn)-15 в каждой фазе.Fig. 2 shows an electrical connection diagram for the windings 8 and 9 of the rotors with successively connected with them additional resistances (Rn) -15 in each phase.

При этом активное сопротивление (RP ,i,+R(v) начинает преобладать над ивдуктивным сопротивлением (и.+ ) больших скольжени х.At the same time, the active resistance (RP, i, + R (v) begins to prevail over the inductive resistance (u. +) Of large slip.

Величина дополнительного сопротивлени выбираетс из необходимого диапазона измер емых скольжений. Зависимость f (S) дл какого-то знчени Rn приведена на фиг.З., где на участке а-в, Е. пропорциональна скольжению S.The magnitude of the additional resistance is selected from the required range of measured slips. The dependence f (S) for some value of Rn is shown in Figure 3.Which, where in the region a-b, E. is proportional to the slip S.

Устройство дл измерени скольжений работает следующим образом.The slip measurement device operates as follows.

При подключении обмоток статоровWhen connecting the stator windings

2и 6 к сети, протекакадие по ним токи создают вращающиес в одном направлении магнитные потоки с частотой вращени п (tj ) .Магнитный поток обмотки 6 наводит ЭДС в обмотках ротора 8. Обмотки роторов 8 и 9 соединены последовательно-согласно. Протекающие в обмотке 9 токи создают вращающийс магнитный поток Ф, образующий на обмотке статор 7 ЭДС Е,Между этими величинами существует известна зависимость.2 and 6 to the network, the currents flowing through them create rotating in one direction magnetic fluxes with a rotation frequency n (tj). The magnetic flux of the winding 6 induces an emf in the rotor windings 8. The windings of the rotors 8 and 9 are connected in series. The currents flowing in the winding 9 create a rotating magnetic flux F forming a stator 7 EMF E on the winding. There is a known relationship between these quantities.

Величина ЭДС Е пропорциональна току намагничивани протекакмдему в обмотках 8 и 9, который в свою очередь пропорционален скольжению S испытуемой машины. Зависимость Е f{S) представлена кривой 16 (фиг.З Дл увеличений линейного участка характеристики в цепь ротора каскада асинхронных машин ввод тс добавочные резисторы 15, при этом зависимость ЭДС Ej. от тока намагничивани 3. представлена кривой 17 (фиг.З).The magnitude of the EMF E is proportional to the magnetizing current flowing through the windings in windings 8 and 9, which in turn is proportional to the slip S of the test machine. The dependence E f {S) is represented by curve 16 (Fig. 3). To increase the linear portion of the characteristic, additional resistors 15 are introduced into the rotor circuit of the asynchronous machine cascade, while the dependence of the emf on the magnetizing current 3 is represented by curve 17 (FIG. 3).

В устройстве обеспечиваетс более точное измерение скольжени контролируемой машины при более простой схеме устройства.The device provides a more accurate measurement of the slip of the monitored machine with a simpler device diagram.

Кроме того, применение устройства в системах управлени и регулировани асинхронными и синхронными машинами позволит повысить надежность и срок службы их, снизить эксплуатационные расходы за счет построени более простых схем управлени .In addition, the use of the device in control and regulation systems of asynchronous and synchronous machines will improve their reliability and service life, reduce operating costs by building simpler control schemes.

Claims

1. A device for measuring 5 slip electric machines of alternating current, containing a cascade electric drive consisting of two asynchronous machines located in a common housing, the rotors of which are mounted on a common shaft and rigidly connected to the shaft of the controlled electrical mass, and the windings of the rotors are connected in series According to one of the stator windings of the asynchronous cascade machine, it is connected to the input of a phase-sensitive amplifier, characterized in that, in order to simplify and increase the accuracy of the slip measurement, A voltage regulator was inserted into the device, with the output of the stator winding of the second asynchronous cascade machine connected via a voltage regulator parallel to the output of the stator winding of the monitored AC electric machine and both windings made of the same number of pole pairs and. with the same phase rotation.

2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to increase the range of measured slides, in each phase of the rotors windings are connected in series the same additional resistances mounted on the rotor.

Sources of information taken into account in the examination

1. Cowberry D.E. and others. Electric cars. Part 1, M., Higher School,

5 1979, p.

2. USSR author's certificate No. 434310, class C 01 P 3/60, 1975.

Network