SU945822A1 - Устройство дл измерени и регистрации внутреннего угла синхронной машины - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ ВНУТРЕННЕГО УГЛА СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может найти применение при экспериментальных исследовани х , а также при создании систем регулировани  и управлени  синхронной машиной.

.Известно устройство дл  экспериментального исследовани  синхронных машин, содержащее датчик положени  ротора, два преобразовател , один из которых преобразует сигналы датчика положени  ротора, а другой - напр жение на зажимах синхронной машины в последовательности импульсов, триггер, генератор пилообразного напр жени , ключ с конденсатором пам ти и регистрирующий прибор (усилитель со стрелочным измерительным прибором).

Сигнал о положении ротора поступает от фототранзистора, который реагирует на чередование черных и белых отрезков равной ширины, нанесенных на вал машины и освещаемых пучком

света. Общее число отрезков по длине окружности вала двигател  равно числу полюсов.

Измерение внутреннего угла синхронной машины основано на измерении разности фаз между сигналами от фототранзистора и напр жени  питани  синхронной машины. Разность фаз преобразуетс  в аналоговый сигнал, значение которого пропорционально продолжи10 тельности времени между сигналами, полученными от датчика положени  ротора и напр жени  на зажимах синхронной машины l.

Claims (2)

1. Недостатками этого устройства  в15 л ютс  низка  точность и сложность использовани  при регулируемой частоте вращени  синхронной машины, так как показани  стрелочного прибора определ ютс  интервалом времени меж20 ду импульсами, поступающими от датчика положени  ротора и с зажимов машины; при изменении частоты вращени  и неизменном внутреннем угле стрелочный прибор дает различные показани . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  уст ройство дл  измерени  и регистрации внутреннего угла синхронной машины, содержащее датчик положени  ротора, два преобразовател , элемент задержки , два счетчика и генератор 2. Недостатком известного устройства  вл етс  сложность процесса измерени , обусловленна  необходимостью производить вычислени  параметров по показани м счетчиков. Цель изобретени  - упрощение процесса измерени . Цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  и регистрации внутреннего угла синхронной машины, содержащее датчик положени  ротора, первый и второй преобразователи напр жени , вход первого соединен с выходом датчика положени  ротора, а вход второго  вл етс  входом устройства , счетчик и элемент задержки, а вход Сброс счетчика  вл етс  тактовым, введен умножитель частоты при этом выход первого преобразовател  соединен с входом элемента задержки , выход которого соединен с входом СтартИ счетчика, выход второго преобразовател  соединен с входом Стоп счетчика и входом умножител  частоты, вь1ход которого соединен с счетным входом счетчика. На ф,иг. 1 изображена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема фотоэлектрического датчика; на фиг. 3 структурна  схема умножител  на 360; на фиг. k эпюры импульсов. Устройство содержит фотоэлектрический датчик 1, преобразователи 2 и 3 напр жени  в импульсы пр моуголь ной формы, элемент задержки импуль сов, умножитель 5 частоты на ЗбО, регистрирующий прибор - цифровой счетчик 6, у которого есть управл ющий вход 7 Старт, счетный вход 8, управл ющий вход 9 Стоп и управл ющий вход 10 Сброс. Фотоэлектрический датчик (фиг. 2 содержит непрозрачный диск 11 с отверстием (или прорезью) 12, источни 13 света и фотоэлемент (фотодиод) Умножитель частоты с коэффициенто умножени  (фиг. 3) содержит п тнадцать удвоителей частоты и один дели тель Д на 91, соединенных последовательно в любой комбинации. Эпюры на фиг. А изображают последовательность 15 пр моугольных импуль сов на выходе преобразовател  3, последовательность 16 импульсов на выходе умножител  5. последовательность 17 импульсов на выходе элемента k задержки импульсов; одиночнь1Й тактовый импульс ТИ 18 и схематично показанное количество 19 импульсов, поступившее в счетчик 5В качестве датчика положени  ротора может быть применен любой бесконтактный датчик, вырабатывающий один импульс за один оборот вала ротора, например фотоэлектрический (фиг. 2). Преобразователи 2 и 3 (фиг. 1) могут быть выполнены в виде пороговых устройств, вырабатывающих на выходе пр моугольный импульс при отличии входного напр жени  от нул  или при изменении знака входного напр жени . В основе их может быть применен , например, усилитель-ограничительс большим коэффициентом усилени  или триггер Шмитта. Элемент k задержки импульсов может быть выполнен на ждущем мультивибраторе с регулируемой длительностью выходных пр моугольных импульсов . Задний фронт пр моугольных импульсов ждущего мультивибратора формирует выходные импульсы элемента h задержки импульсов. Умножитель 5 частоты позвол ет получить в течение каждого периода питающего напр жени  U строго определенное количество импульсов N. Эти импульсы геометрически равномерно ра.спределены вдоль всего периода. Если, например, период увеличитс  (или уменьшитс ), пропорционально этому изменению увеличатс  (или уменьшатс ) рассто ни  между этими импульсами, причем количество их будет оставатьс  строго посто нным и равным N.. Количество элементов умножител  определ етс  из соотношени  ., .0 где п - количеству удвоителей частоты; к - коэффициент делени  делител  частоты, причем пик должны быть целые числа. Дл  определени  внутреннего угла синхронной машины число N представлено равным ЗбО. Это позвол ет полу чать результаты в. электрических градусах , В соответствии с условием (1) . В качестве цифрового счетчика 6 может быть использован электронный цифровой счетчик, имеющий управл ющие входы Старт, Стоп, Сброс,, например промышленного изготовлени  типа ФЗОЗ и Ф5080. Устройство работает следующим образом . Световой поток от источника 13 света (фиг. 2) после прохождени  через отверстие (или прорезь) 12 во вращающемс  диске 11 попадает на фотодиод 1, подключенный к входу преобразовател 
2. 2. К выходу преобразовател  2 подключен элемент 4 задержки импульсов, на выходе которой вь|рабатываетс  последовательность им пульсов, показанна  на эпюре 17. Напр жение U с зажимов синхронной машины поступает на вход преобразовател  3 на выходе которого фор мируетс  последовательность пр моугольных импульсов той же частоты, показанна  на эпюре 15Измерению предшествует операци  установки нулевого значени  внутреннего угла синхронной машины при ее работе на холостом ходу в генераторном режиме. Регулировкой элемента задержки добиваютс  совмещени  импульсов на ее выходе (эпюра 17) с положительными перепадами пр моугольного напр жени  (эпкгра 15) на выходе, преобразовател  3 (если, например, счетчик 6 реагирует на положительные перепады напр жени  на его управл ющем входе 9). В этом случае на входы 7 и 9 управл ющие импульсы приход т одновременно и счетчик 6 показывает нули. Операци  установки нулевого значени  внутреннего угла производитс  один раз после каждого закреплени  диска 11 (фиг. 2) датчика положени  ротора на валу синхронной машины. После установки нулевого значени  внутреннего угла синхронна  машина переводитс  в требуемый режим. В зависимости от приложенной на вал на грузки возникает сдвиг фаз между ЭДС и напр жением, что вызывает у ранее совмещенных импульсов временной сдви Предположим, что этому будет соответствовать положение импульсов из 26 последовательностей на эпюрах 15 и 17 в моменты времени t и t (фиг.) Измерение начинаетс  с приходом тактового импульса ТИ, например, в момент to (эпюра 18) на управл ющий вход 10 Сброс, при этом счетчик 6 переводитс  в ждущий режим. В момент t импульс с выхода схемы задержки (эпюра 17) поступает на управл ющий вход 7 после чего счетчик 6 начинаетс  заполн тьс  импульсами (эпюпа 16) с выхода умножител  5 частоты. В момент t очередной по времени положительный перепад импульса с выхода преобразовател  3 (эпюра 15), воздейству  на управл ющий вход 9 счетчика 6, останавливает счет. Показание счетчика 6, соответствующее количеству импульсов, схематично показанных на эпюре 19. пришедших с выхода умножител  5 частоты за интервал времени между моментами t и t однозначно определ ет количество электрических градусов, ргвное искомому внутреннему углу синхронной машины. Использование изобретени  позвол ет упростить процесс измерени  и регистрации внутреннего угла непосредственно в э.лектрических градусах в цифровом виде во всем диапазоне работы синхронной машины. Формула изобретени  Устройство дл  измерен и регистрации внутреннего угла синхронной машины, содержащее датчик положени  ротора, первый и второй преобразователи напр жени , вход первого с соединен с выходом датчика положени  ротора, а вход второго  вл етс  входом устройства, счетчик и элемент задержки , а вход Сброс счетчика  вл етс  тактовым, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  процесса измерени , в него введен умножитель частоты, при этом выход первого преобразовател  соединен с входом элемента задержки, выход которой соединен с входом Старт счетчика, выход второго преобразовател  соединен с входом Стоп счетчика и входом умножител  частоты, выход которого соединен с счетным входом счетчика.