SU917084A1 - Способ контрол угловых качаний ротора синхронного электродвигател и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля и автоматической регистрации мгновенных малых угловых качаний роторов синхронных микроэлектродвигателей, применяемых в прецизионных электроприводах при их испытаниях в условиях’ массового или серийного выпуска. ·

Известен способ контроля угловых качаний, при котором формируют временную последовательность импульсов от датчика положения ротора и измеряют изменение углового положения указанной последовательности относительно опорной последовательности импульсов той же частоты с помощью регистрирующих приборов 1’1·

Недостаток известного способа состоит в том, что требуется индивидуальная настройка применительно к каждому испытуемому двигателю, что усложняет организацию работ в условиях массового производства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ контроля угловых качаний ротора синхронного электродвигателя, при котором формируют временную последовательность контролируемых импульсов, определяемую мгновенной частотой вращения ротора с временной девиацией, соответствующей закону угловых качаний ротора, сравнивают с эталонной временной последовательностью импульсов и выделяют разность фаз между импульсами указанных последовательностей, колебания которой пропорциональны мгновенным значениям угловых качаний ротора. После преобразования разности фаз в анало!—напряжение с помощью электронного осциллографа или другого быстродействующего устройства судят о величине угловых качаний вращающегося ротора.

Известный способ контроля угловых качаний ротора осуществляют устрой- , ством, содержащим соединенные после довательно эталонный генератор, делитель частоты, усилитель мощности, испытуемый электродвигатель с импульсным датчиком скорости вращения ротора, установленным на его валу и подключенном ко входу формирователя контролируемых импульсов, выход ’ которого соединен с первым входом блока фазового измерения и блок регистрации [2J.

К недостаткам известного способа и устройства следует отнести сложность процесса контроля и регистрации мгновенных углов качания, невысокую надежность измерения, сложность ,5 конструкции датчика скорости, требующего для повышения чувствительнорти большого количества информационных меток (отверстий или зубцов и впадин) и высокой точности нанесения этих меток на модулирующем диске, при менения корректирующих угловую погрешность нанесения меток фильтров, могущих внести динамическую ошибку в процесс измерения. Преобразование угловых качаний в аналог-напряжение . также приводит к потере точности измерения, а необходимость использования в качестве регистрирующего прибора электронного осциллографа, помимо снижения надежности и точности считывания достоверных показаний при массовом контроле, повышает трудоемкость и усложняет задачу автоматизации этой операции

Цель изобретения - упрощение процесса контроля, повышение точности контроля и регистрации мгновенных углов качания ротора, повышение надежности измерения, получение возмож ности автоматизировать процесс регистрации результатов измерения, что особенно важно в .условиях массового контроля. .

Поставленная цель достигается тем,⁴* что импульсы эталонной временной последовательности формируют заданной длительности, соответствующей в масштабе времени допустимому углу качания ротора, кратковременным измене-50 нием частоты следования эталонных импульсов добиваются совпадения их во времени с последовательностью контролируемых импульсов и регистрируют каждое несовпадение во времени упомянутых последовательностей импульсов с одновременной автоподстройкой их фазы.

Предлагаемый способ осуществляется устройством, в которое введена цепочка из последовательно соединенных первого вспомогательного делителя частоты, коммутатора длительности эталонных импульсов и формирователя эталонных импульсов, другая цепочка из последовательно соединенных блока добавления -и вычитания импульсов и второго делителя частоты и формирователь сигналов управления автоподстройкой, а блок фазового измерения снабжен дополнительным входом и тремя выходами, при этом входы первого вспомогательного делителя частоты и блока добавления, и вычитания импульсов подключены к выходам эталонного генератора, выход формирователя эталонных импульсов подключен к второму входу блока фазового измерения, выход второго делителя частоты подключен к третьему входу блока фазового измерения и второму входу формирователя эталонных импульсов, а выходы блока фазового измерения подключены к блоку регистрации и к входам формирователя сигналов управления автопод·стройкой,выходы которого подключены к входам блока добавления и вычитания импульсов.

Кроме того, блок регистрации содержит блок световой индикации, цифровой счетчик и формирователь импульсов индикаций, установленный на входе блока регистрации, к выходам которого подключены блок световой индикации и цифровой счетчик импульсов, позволяющие осуществить индикацию совпадения, опережения или отставания контролируемых импульсов относительно эталонных и автоматическую регистрацию мгновенных угловых качаний ротора испытуемого электродвигателя, превышающих установленный допустимый угол.

На чертеже представлена блок-схема устройства для контроля угловых качаний ротора синхронного электродвигателя.

Устройство содержит, последовательно соединенные эталонный генератор 1 частоты, делитель 2 частоты, усилитель 3 мощности, соединенный выходами с обмотками синхронного двига55 теля 4.. На валу двигателя установлен импульсный датчик 5 скорости, выход [которого через формирователь 6 контролируемых импульсов соединен с бло5 917084 6 ком 7 фазового измерения. Последовательная цепь из последовательно соединенных первого вспомогательного делителя 8 частоты, коммутатора 9 длительности эталонных импульсов, формирователя 10 эталонных импульсов, пульсов по отношению к опорным (отстают или опережают). Одновременно эта последовательность подается на второй вход формирователя 10 импульсов для осуществления жесткой привязки фронтов меандра и опорных имвыход которого соединен со вторым входом блока /фазового измерения. Другая последовательная цепь состоит из блока 11 добавления и вычитания* ю импульсов и второго делителя 12 частоты, выход которого соединен с формирователем 10 и с третьим входом блока 7. Формирователь 13 сигналов управления автоподстройкой соединен . 15 выходами с блоком 11, а входами с блоком 7 и формирователем 14 импульсов индикации, выходы которого подключены к блоку световой индикации и цифровому счетчику импульсов. >о Способ контроля угловых качаний реализуется в предлагаемом устройстве следующим образом.

Электродвигатель 4 получает питание от усилителя 3, синхронизиро- 25 ванного от задающего эталонного генератора 1 через делитель 2 частоты. Задающий генератор генерирует тактовую частоту, величина которой определяет дискретность автоподстройки зо и точность регистрации угла качания. С датчика 5 формирователя 6 контрольных импульсов на первый вход блока фазового измерения подаются импульсы контрольной последовательное- ₃₅ ти, частота·которых пропорциональна частоте вращения ротора электродвигателя , а временная девиация соответствует закону угловых качаний ротора. На второй вход блока 7 с выхода за- ₄₀ дающего генератора 1 через делитель частоты, коммутатор 9 длительности опорных импульсов и формирователь 10 опорных импульсов подается эталонная последовательность опорных импульсов,₄₅ длительность которых устанавливается коммутатором 9 и соответствует в масштабе времени величине допустимбгр угла качания.'На третий вход бло- ка 8с выхода генератора 1 через ₅₀ блок 11 добавления и вычитания импульсов и второй делитель 12 частоты подается последовательность прямоугольных импульсов (меандр), частота следования которых равна средней часто- ₅₅ те контрольных импульсов и мгновенной частоте опорных импульсов. Эта последовательность служит для определения местоположения контрольных им пульсов.

В предлагаемом устройстве применяется трехпозиционная система регулирования с воздействием на частоту путем добавления или вычитания импульсов, поступающих от задающего генератора 1, в устройстве добавления и вычитания импульсов. При поступлении на вход блока 7 контрольных импульсов производится оценка их синфазности с опорными импульсами, поступающими на другой вход селектора импульсов и на его выходах выделяются импульсы опережающие, отстающие или совпадающие с опорными импульсами. Эти импульсы подаются на три соответствующих входа формирователя 13 сигналов управления автоподстройкой. При поступлении на вход формирователя 13 импульса, опережающего опорный, на ег.о выходе формируется импульсный сигнал ’’Добавление, и на время действия этой команды частота задающего генератора увеличивается в блоке 11 добавления и вычитания импульсов, в результате чего происходит перемещение во времени опорного импульса на величину действия команды Добавление · и интервал опережения ликвидируется. При поступлении на вход формирователя 13 импульса, отстающего от опорного, на его другом выходе формируется импульсный сигнал Вычитание, и на время действия этой команды'импульсы от задающего генератора не поступают, запрещаются в блоке 11 и происходит обратное перемещение опорного импульса на временной оси на величину времени действия команды Вычитание. При поступлении на вход формирователя 13 импульса, совпадающего с опорным, сигналы управления на его выходах не формируются и через блок 11 частота задающего генератора проходит без изменения.

Таким образом, происходит поцикловое отслеживание местоположения контрольных импульсов и каждая последующая оценка синфазности контрольного и опорного импульсов производится по результатам предыдущей оценки.

Одновременно с выходов блока 7 импульсы опережения, отставания или совпадения подаются на три входа формирователя 14 импульсов индикации, в котором'соответственно формируются информационные сигналы опережения, отставания или совпадения, поступающие на три светоизлучающих диода блока 15 световой индикации и цифровой счетчик 16 импульсов, при этом совпадение во времени контрольного и опорного импульсов индицируется светодиодом ’’Годен, а их несовпадение (опережение или отставание) двумя светодиодами Брак. Счетчик 16 импульсов регистрирует все импульсы несовпадения на установленный интервал времени.

Таким образом, осуществляется регистрация мгновенных значений углов 20 качания за один оборот ротора, как превышающих, так и не превышающих установленное допустимое значение, определяемое длительностью опорного импульса.

Предлагаемый способ и устройство упрощают операцию контроля, обеспечивают высокую точность и надежность измерения и регистрации результатов, полностью исключают возможность выпуска продукции с отступлением от допустимых норм. При необходимости, процесс контроля можно полностью автоматизировать, используя для этой цели дополнительно цифропечатающее устройство.

Claims (2)

1. (5) СПОСОБ КЬНТРОЛЯ УГЛОВЫХ КАЧАНИЙ РОТОРА СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ : . . . , ,. -: Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  и автоМатичёскбй регистрации мгновенных малых угловых качаний роторов синхронных микрозлектродвигателей , примен емых в пре цйзионных электроприводах при их испытани х в услови х .массового или серийного выпуска.Известен способ контрол  угловых качаний, при котором формируют временную последовательность импульсов от датчика положени  ротора и измер  ют изменение углового полон ени  указанной последовательности относитель но опорной последовательности импуль сов той же частоты с помощью регистрирующих приборов 1. Недостаток известного способа состоит в том, что требуетс  индивидуальна  настройка применительно к каж дому испытуемому двигателю, что усло н ет организацию работ в услови х массового производства. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  способ контрол  угловых качаний ротора синхронного электродвигател , при котором формируют временную последовательность контролируемых импульсов , определ емую мгновенной частотой вращени  ротора с временной девиацией , соответствующей закону угловых качаний ротора, сравнивают с эталонной временной последовательностью импульсов и выдел ют разность фаз между импульсами указанных последовательностей , колебани  которой пропорциональны мгновенным значени м угловых качаний ротора. После преобразовани  разности фаз в анало -напр жение с помощью электронного осциллографа или другого быстродействующего устройства суд т о величине угловых качаний вращающегос  ротора. Известный способ контрол  угловых качаний ротора осуществл ют устрой- ,. ством, содержащим соединенные после 3J довательно эталонный генератор, делитель частоты, усилитель мощности, испытуемый электродвигатель с импульсным датчиком скорости вращени  ротора, установленным на его валу и подключенн) ко входу формировател  контролируемых импульсов, выход которого соединен с первым входом блока фазового измерени  и блок реги страции 2j. К недостаткам известного способа и устройства следует отнести сложность процесса контрол  и регистрации мгновенных углов качани , невысокую надежность измерени , сложность конструкции датчика скорости, требующего дл  повышени  чувствительност большого количества информационных меток (отверстий или зубцов и впадин ) и высокой точности нанесени  этих меток на модулирующем диске, при менени  корректирующих угловую погрешность нанесени  меток фильтров, могущих внести динамическую ошибку в процесс измерени . Преобразование угловых качаний в аналог-напр жение также приводит к потере точности измерени , а необходимость использовани  в качестве регистрирующего прибора электронного осциллографа, помимо снижени  надежности и точности считы вани  достоверных показаний при массовом контроле, повышает трудоемкост и усложн ет задачу автоматизации это операции. Цель изобретени  - упрощение процесса контрол , повьшение точности контрол  и регистрации мгновенных углов качани  ротора, повышение надежности измерени , получение возмож ности автоматизировать процесс регистрации результатов измерени , что особенно важно в .услови х массового контрол . . Поставленна  цель достигаетс  тем что импульсы эталонной временной последовательности формируют заданной длительности, соответствующей в масштабе времени допустимому углу ка чани  ротора, кратковременным измене нием частоты следовани  эталонных импульсов добиваютс  совпадени  их во времени с последовательностью контролируемых импульсов и регистрируют каждое несовпадение во времени упом нутых последовательностей импульсов с одновременной автоподстрой кой их фазы. 4 Предлагаемый способ осуществл етс  устройством, в которое введена цепочка из последовательно соединенных первого вспомогательного делител  частоты, коммутатора дли-тельности эталонных импульсов и формировател  эталонных импульсов, друга  цепочка из последовательно соединенных блока добавлени  -и вычитани  импульсов и второго делител  частоты и формирователь сигналов управлени  автоподстройкой , а блок фазового измерени  снабжен дополнительным входом и трем  выходами, при этом входы первого вспомогательного делител  частоты и блока добавлени , и вычитани  импульсов подключены к выходам эталонного генератора, выход формировател  эталонных импульсов подключен к второму входу блока фазового измерени , выход второго делител  частоты подключен к третьему входу блока фазового измерени  и второму входу формировател  эталонных импульсов, а выходы блока фазового измерени  подключены к блоку регистрации и к входам форми|эовател  сигналов управлени  автоподстройкой ,выходы которого подключены к входам блока добавлени  и вычитани  импульсов. Кроме того, блок регистрации содержит блок световой индикации, цифровой счетчик и формирователь импульсов индикаций, установленный на входе блока регистрации, к выходам которого подключены блок световой индикации и цифровой счетчик импульсов, позвол ющие осуществить индикацию совпадени , опережени  или отставани  контролируемых импульсов относительно эталонных и автоматическую регистрацию .мгновенных угловых качаний ротора испытуемого электродвигател , превьшающих установленный допусти .мый угол. На чертеже представлена блок-схема устройства дл  контрол  угловых качаний ротора синхронного электродвигател . Устройство содержит, последователь;но соединенные эталонный генератор 1 частоты, делитель 2 частоты, усилитель 3 мощности, соединенный выходами с обмотками синхронного двигател  k.. На валу двигател  установлен импульсный датчик 5 скорости, выход jKOTOporo через формирователь 6 контролируемых импульсов соединен с блоКОМ 7 фазового измерени . Последовательна  цепь из последовательно соединенных первого вспомогательного делител  8 частоты, коммутатора 9 длительности эталонных импульсов, формировател  10 эталонных импульсов выход которого соединен со вторым входом блока 7фазового измерени . Друга  последовательна  цепь состоит из блока 11 добавлени  и вычитани  импульсов и второго делител  12 частоты , выход Которого .соединен с формирователем 10 и с третьим входом блока 7. Фэрмирователь 13 сигналов .управлени  автоподстройкой соединен выходами с блоком 11, а входами с блоком 7 и формирователем 1Ц импульсов индикации, выходы которого подключены к блоку световой индикации и цифровому счетчику импулъсов. Способ контрол  угловых качаний реализуетс  в предлагаемом устройстве следующим образом. . Электродвигатель k получает питание от усилител  3 синхронизированного от задающего эталонного гене ратора 1 через делитель 2 частоты. Задающий генератор генерирует тактовую частоту, величина которой определ ет дискретность автоподстройки и точность регистрации угла качани . С датчика 5 формировател  6 контроль ных импульсов на первый вход блока 7.фазового измерени  подаютс  импульсы контрольной последовательности , частотакоторых пропорциональна частоте вращени  ротора электродвигател  , а временна  девиаци  соответ ствует закону угловых качаний ротора На второй вход блока 7 с выхода задающего генератора 1 через делитель 8частоты, коммутатор 9 длительности опорных импульсов и формирователь 10 опорных импульсов подаетс  эталонна  последовательность опорных импульсов длительность которых устанавливаеТС  коммутатором 9 и соответствует в масштабе времени величине допустимЬ , гр угла качани . На третий вход блока 8с выхода генератора 1 через блок 11добавлени  и вычитани  импул сов и второй делитель 13 частот.ы подаетс  пocлeдoвateльнocть пр моуголь ных импульсов (меандр), частота следовани  которых равна средней часто . те контрольных импульсов и мгновенной частоте опорных импульсов. Эта последовательность служит дл  опреде лени  местоположени  контрольных импульсов по отношению к опорным (отстают или опережают). Одновременно эта последовательность подаетс  на второй вход формировател  10 импульсов дл  осуществлени  жесткой прив зки фронтов меандра и опорных импульсов . В предлагаемом устройстве примен етс  трехпозиционна  система регулировани  с воздействием на частоту путем добавлени  или вычитани  импульсов , поступающих от задающего генератора 1, в устройстве добавлени  и вычитани  импульсов. При по- ступлении на вход блока 7 контрольных импульсов производитс  оценка их синфазности с опорными импульсами, поступающими на другой вход селектора импульсов и на его выходах выдел ютс  импульсы опережающие, отстающие или совпадающие с опорными импульсами . Эти импульсы подаютс  на три соответствующих входа формировател  13 сигналов управлени  автоподстройкой . При поступлении на вход формировател  13 импульса, опережающего опорный, на ег.о выходе формируетс  импульсный сигнал Добавление , и на врем  действи  этой команды частота задающего генератора увеличиваетс  в блоке 11 добавлени  и вычитани  импульсов, в результате чего происходит перемещение во времени опорного импульса на величину действи  команды Добавление и интервал опережени  ликвидируетс . При поступлении на вход формировател  13 импульса, отстающего от опорного , на его другом выходе формируетс  импульсный сигнал Вычитание, и на врем  действи  этой командыимпульсы от задающего генератора н.е поступают, запрещаютс  в блоке 11 и происходит обратное перемещение опорного импульса на временной оси на величину времени действи  команды Вычитание. При поступлении на вход формировател  13 импульса, совпадающего с опорным , сигналы управлени  на его выходах не формируютс  и через блок 11 частота задающего генератора проходит без изменени . Таким образом, происходит поцикловое отслеживание местоположени  контрольных импульсов и кажда  последующа  оценка синфазности контрольного и опорного импульсов производитс  по результатам предыдущей оценки. Одновременно с выходов блока 7 импульсы опережени , отставани  или совпадени  подаютс  на три входа фор мировател  1Л импульсов индикации, в которомсоответственно формируютс  информационные сигналы опережени , отставани  или совпадени , поступающие на три Светоизлучающих диода блока 15 световой индикации и цифровой счетчик 16 импульсов, при этом совпадение во времени контрольного И опорного импульсов индицируетс  светодиодом Годен, а их несовпадение (опережение или отставание) двум  светодиодами Брак. Сметчик 16 импульсов регистрирует все импульсы несовпадени  на установленный интервал времени. Таким образом, осуществл етс  регистраци  мгновенных значений угло качани  за один оборот ротора, как превышающих, так и не превышающих установленное допустимое значение, определ емое длительноет ью опорного импульса. : . -Предлагаемый способ и устройство упрощают операцию контрол , обеспечивают высокую точность и надежность измерени  и регистрации результатов полностью исключают возможность выпуска продукции с отступлением от допустимых норм. При необходимости, процесс контрол  можно полностью автоматизировать, использу  дл  этой цели дополнительно цифропечатающее устройство. Формула изобретени  1 . Способ контрол  угловых качани ротора синхронного электродвигател  при котором формируют временную последовательность контролируемых импульсов , определ емую мгновенной Частотой вращени  ротора с временной девиацией, соответствующей закону угловых качаний ротора, сравнивают с эталонной временной последовательностью импульсов и выдел ют разность фа.з между импульсами указанных последовательностей, пропорциональную мгновенным значени м угловых качаний ротора, отличающий с   тем, что, с целью упрощени  процесса контрол  и повышени  точности импульсы эталонной временной последовательности фоомиоуют заданной дли 8 тельности, соответствующей в масштабе времени допустимому углу качани  ротора , кратковременным изменением частоты следовани  эталонных импульсов добиваютс  совпадени  их во .времени с последовательностью контроли- . руемых импульсов и автоматически регистрируют каждое несовпадение во времени упом нутых последовательностей импульсов с одновременной автоподстройкой их фазы. 2.Устройство ДЛИ осуществлени  спо ,соба контрол  угловых качаний ротора синхронного электродвигател ,содержащее соединенные последовательно эталонный ге нератор, делитель частоты, усилитель мощности, импульсный Датчик скорости вращени  ротора синхронного электродвигател , подключенный к входу формировател  контролируемых импульсов, выход которого соединен с первым входом блока фазового измерени , и блок регистрации, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  процесса.контрол  и повышени  точности, в него введены цепочка из последовательно соединенных первого вспомогательного делител  частоты , коммутатора длительности эталонных импульсов и формировател  эталонных импульсов, друга  цепочка из последовательно соединенных блока добавлени  и вычитани  импульсов и второго делител  частоты, формирователь сигналов управлени  автоподстройкой , а блок фазового измер ени  снабжен дополнительным входом и трем  выходами, при этом входы первого вспомогательного делител  частоты и блока добавлени  и вычитани  имлульсов подключены к выходам эталонного генератора, выход формировател  эталонных импульсов подключен к второму входу блока фазового измерени , выход второго делител  часто- . ты подключен к третьему входу блока фазового измерени  и второму входу формировател  эталонных импульсов, а выходы блока-фазового измерени  подключены к блоку регистрации и к входам формировател  сигналов управлени  автоподстройкой, выходы которого подключены к входам блока добавлени  и вычитани  импульсов. 3. Устройство дл  осуществлени  способа ПОП.2, отличающеес   тем, что блок регистрации содержит блок световой индикации, цифровой счетчик и формирователь импульсов индикации, установленный на входе блока регистрации, к выходам котооог6 подключены блок световой инди- 5 нации и цифровой счетчик импульсов . 9170 Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Труды Ленинградского института точной механики и оптики. 197, вып. 78, с. 60-69.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 178181, кл. С 01 Р г/, 1966.