Устройство для измерения скольжения асинхронного двигателя

(71) Горьковский институт инженеровводного транспорта(56) 1. Патент ФРГ В 1286632,кл. 21 д 2, 1969,2, Мэрфи Д. Тиристорное управление двигателями переменного токаМ.,; фЭнергияф, 1979, с. 168-169.3, Авторское свидетельство СССРВ 74565, кл 6 01 К 3/42, 1947.(54)(57) УСТРОЙСТВО .ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯСКОЛЬЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ,содержащеедатчик асинхронной частоты вращения в виде синхронногодвигателя, подключенного к сети питания асинхронного двигателя, злек.ЯОА тромеханический датчик скОльжения с двумя валами, один из которых жестко связан с ротором синхронного двига теля, а другой предназначен для соединения с валом асинхронного двигателя, датчик скольжения снабжен системой возбуждения и измерительной обмоткой, подключенной к,блоку измерения скольжения,о т л и ч а ю" щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения скольжения, датчик скольжения выполнен в виде П -образного магнитопровода с полюс- ными наконечниками, в которых размещены валы, датчика, между:поЛюсными, наконечниками расйоложены два обращенных друг к другу ферромагнитныхсектора, жестко соединенных с валами, а система возбуждения и измерительная обмотка размещены на П -образном магнитопроводе.Изобретение относится к элементамавтоматизированного электроприводаи может быть использовано в качестве составной части сложных системрегулируемого электропривода, использующих информацию о скольжении.Известно устройство для измерения скольжения, содержащее магнитныйсердечник со звездообразными полюсными наконечниками, соединенный свалом асинхронного двигателя. Сердечник вращается внутри цилиндрической катушки, включенной на общуюс испытуемым двигателем сеть переменного тока, Магнитный поток междуполюсными наконечниками замыкаетсяскобой, внутри которой помещен генератор Холла, Напряжение генератора Холла, определяемое скольжениеми положением поворотной скобы, послеусилителя поступает в измерительныйприбор13Недостаток данного устройства -низкая точность из-за необходимостиприменения элемента Холла, а такжемалая мощность, передаваемая приемнику, Использование полупроводникового усилителя ограничено малым значением ЭДС генератора Холла и он неможет применяться при измерении малых скольжений.Известны электромеханические вра-щающиеся преобразователи для измерения скольжения асинхронного двигателя, механически связанные с валомдвигателя,Одним из вариантов таких систем,используемых в промышленных электроприводах, является система с тахогенератором, измеряющим скорость вра.щения ротора. Сигнал тахогенераторавычитается из сигнала, пропорционального скорости вращения поля статора. Результирующий сигнал после усиления, фильтрации дает информациюо величине скольжения 2,Недостатком подобных устройств является низкая точность измерения скольжения, так как измерения абсолютного скольжения с точностью примерно до 10 Ъ необходимо, чтобы точность измерения скоростей вращения ротора и поля статора была не меньше 0,1, что очень сложно реализовать. Снижение точности измерения сигнала скольжения отрицательно сказывается на точности систем управления, построенных по скольжению асинхронного двигателя. Пульсации напряжения тахогенераторов называют необходимость установки сглаживающих фильтров, инерционность которых снижает быстродействие системы. В ряде случаевнапример, в системах электродвижения с гребныля двигателями, вынесенными за корпус судна) применение тахогенератора крайне нежелательно. Известно также устройство для из;мерения скольжения асинхронногодвигателя, содержащее датчик синхронной частоты вращения в видесинхронного двигателя, подключенно" 5 го к сети питания асинхронногодвигателя, электромеханическийдатчик скольжения с двумя валами,один из которых жестко связан сроторам синхронного двигателя, адругой предназначен для соединения с валом асинхронного двигателя,датчик скольжения снабжен системойвозбуждения и измерительной обмоткой, подключенной к блоку измерения скольжения Г 33.Однако датчик скольжения в известном устройстве содержит коническийзубчатый дифференциал и тахометрический генератор, что снижает еготочность и увеличивает габариты, 20 Цель изобретения - повышение точности измерения скольжения.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для измеренияскольжения асинхронного двигателя, 25 содержащем датчик синхронной частоты вращения в виде синхронного дви-.гателя, подключенного к сети питания асинхронного двигателя электромеханический датчик скольжения с дву 30 ся валами, один из которых жесткосвязан с ротором синхронного двигателя, а другой предназначен длясоединения с валом асинхронногодвигателя, датчик скольжения снабженсистемой возбуждения и измерительнойобмоткой, подключенной к блоку измерения скольжения, датчик скольжениявыполнен в виде П -образного магнитопровода с полюсными наконечниками, в которых размещены валы датчика, между полюсными наконечникамирасположены два обраАенных друг кдругу ферромагнитных сектора, жестко соединенных с валами, а система возбуждения и измерительная об мотка размещены на П "образноммагнитопроводе.На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг, 2конструкция датчика; на фиг. 3 - гра фики измерения ЭДС на выходе датчика.Устройство содержит синхронныйэлектродвигатель 1 малой мощностиподключенный к цепи статора асинхронного двигателя 2, электромеханический датчик скольжения 3, выпрямительно-фильтрующую цепь - блокизмерения скольжения 4.Датчик скольжения 3фиг. 2)представляет собой разомкнутуюП -образную магнитную систему 5 с 60 обмоткои возбуждения б, к которойподключено постоянное напряжение,измерительной обмоткой 7 и ферромагнитныли элементами 8 и 9, выполненныли, например, в форме секторов 65 жестко закрепленными на концах валовТираж 873арственного козобретений и оЖ, Раушска Подписноетета СССРрытийнаб., д. 4/5в 825/46ВНИИПИ Гпо дел3035, Мос каз а лиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 10 и 11 асинхронного 2 и синхронного 1 двигателейУстройство работает следующим образом,При подаче питания на асинхронный двигатель 2 на синхронный двигатель 1 также поступает напряжение. Начинают вращаться вал 10 асинхронного двигателя 2 со скоростью вращения ротора и вал 11 синхронного двигателя 1 со скоростью вращения 1 О магнитного поля статора. Ферромагнитные элементы 8 и 9 вращаются со скоростью соответствующих двигателей 1 и 2, а относительно другдруга со скоростью, пропорциональной 15 скольжению. Относительное пространственное перемещение ферромагнитных элементов 8 и 9 приводит к изменению магнитного сопротивления в воздушном зазоре датчика 3, а следовательно, и магнитного потока в маг нитопроводе 5 по линейному законуфиг. 3). Это обеспечивается подбором параметров магнитной цепиг ширины воздушного зазора, числа виз ков обмоток сечения магнитопровода.Полученная ЭДС обмотки 7 Ы) после выпрямления и сглаживания в блоке 4 преобразуется в постоянную по величине ЭДСЕ), лропорциональ ную скольжению, которая поступает в систему управления электроприводом.фУстройство скольжения асинхронного двигателя может быть.использовано в автоматизированных частотнорегулируевих электроприводах, реализующих закон поддержания постоянства.абсолютного скольжения и использующих информацию об изменении скольжения асинхронного двигателя.