Устройство для измерения крутящего момента электродвигателя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (1 И,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московское производственное объединение "Второй часовой завод" (53) 53 1.78 1(088.8)(56) 1. Патент Швеции 9387443, кл. 8 01 . 3/00, 1976.2. Авторское свидетельство СССР 9759872, кл. Ь 01 - 3/00, 1977 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее датчики напряжения и тока ротора, блок моделирования ЭДС ротора и блок умножения, один вход которого подключен к выходу блока моде" лирования ЭДС ротора, а к его входам зс 50 6 01 Ь 3/00 ф 6 01 1. 3/10 подключены датчики напряжения и тока ротора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности при измерении крутящего момента шаговых двигателей, в него введены формирователь времени шага ротора, интегратор, блок памяти, ключ и дифференци, альный усилитель, а блок моделирования ЭДС ротора снабжен дополнительным выходом, который подключен к второму входу блока умножения, чей выход подключен к одному входу ключа, к второму входу которого подключен формирователь времени шага ротора, а выход ключа через интегратор подклю. чен к одному входу дифференциального усилителя и входу блока памяти, выход которого подключен к второму входу дифференциального усилителя. СффИзобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения крутящего момента на валупреимущественно миниатюрных и микроминиатюрных электродвигателей.5Известно устройство для измерениямомента электродвигателя, содержащееблок умножения и датчики тока и напряжения ротора Г 13.Недостатком данного устройства является низкая точность измерения.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому изобретению является устройство для измерения крутящего момента электродвигателя, содержащее датчики напряженияи тока ротора, блок моделирования ЭДСротора и блок умножения, один входкоторого подключен к выходу блока моделирования ЭДС ротора, а к его входам подключены датчики напряжения итока ротора 21.Недостатком известного устройстваявляется низкая точность при измере-.нии крутящего момента щаговых двигателей,Целью изобретения является повышение точности при измерении крутящего момента шаговых двигателей,30Указанная цель достигается тем,что в устройство для измерения крутя.щего момента электродвигателя, содержащее датчики напряжения и тока ротора, блок моделирования ЭДС ротора иблок умножения, один вход которого З 5подключен к выходу блока моделирования ЭДС ротора, а к его входам подклю.чены датчики напряжения и тока рото"ра, введены Формирователь временишага ротора, интегратор, блок памяти,40ключ и дифференциальный усилитель,а блок моделирования ЭДС ротора снабжен дополнительным выходом, которыйподключен к второму входу блока умножения,чей выход подключен к одному45входу ключа, к второму входу которогоподключен формирователь времени шагаротора, а выход ключа через интеграторподключен к одному входу дифференци-,ального усилителя и входу блока памяти, выход которого подключен к второму входу дифференциального усилителя.На Фиг. 1 приведена блок-схемаустройства; на Фиг.2 - схема блока 55моделирования ЭДС ротора,Устройство для измерения крутящего момента электродвигателя содержит датчики напряжения и тока ротора ,непоказаны), выходные шины 1 и 2 которыхподключены к блоку 3 моделированияЭДС ротора, блок 4 умножения, Формирователь 5 времени шага ротора, ключ6, интегратор 7, шину 8 управления,блок 9 памяти, дифференциальный усилитель 10, выход 11 которого является выходом устройства,Блок 3 моделирования ЭДС роторасодержит инверт,.рующий усилитель 12,сопротивление 13 обратной связи, равное активному сопротивлению Р обмотки ротора, и суммирующий усилитель 14,Выходы блока 3 моделирования ЭДСротора подключены к соответствующимвходам блока 4 умножения, выход которого подключен к одному входу ключа6, к второму входу которого подключен формирователь 5 времени шага ротора, а выход ключа 6 через интегратор 7 подключен к одному входу дифференциального усилителя 10 и к одному входу блока 9 памяти, к второмувходу которого подключена шина 8управления, а выход блока 9 памятиподключен к второму входу дифференциального усилителя 10.Формирователь 5 времени шага ротора представляет собой устройствогенерирующее прямоугольные импульсы, длительность которых равна времени поворота ротора на заданный уголкоторый для шаговых двигателейвыбирается кратным угловому поворотуротора за один шаг,Формирователь 5 времени шага ротора может быть выполнен, например,с использованием оптоэлектронногодатчика, на который поступает лучсвета, перекрываемый диском с вырезом, установленным на роторе электродвигателя,Устройство для измерения крутящегомомента работает следующим образом,При подаче на шину 2 тока Д,1)ротора электродвигателя, а на шину 1напряжения Ч,Й ротора, выходное напряжение , т на первом выходе блока 3моделирования ЭДС ротора равно ЭДСротора двигателяч 1=кЮ-)Напряжение Н 2+ на втором выходеблока 3 моделирования ЭДС ротора равно падению напряжения на активном сопротивлении ротора.Выходные сигналы Еф и с:3(с)блока 3 моделирования ЭДС ротора пере1107018 15 Составитель А. АмаханоРедактор В. Иванова Техред А.Кикемезей Корректор Л.Пилипенко каз 5748/29 ВНИИПИ Гос по дела 113035, Мос Тираж 823дарственного комитета СССРизобретений и открытийва, Ж, Раушская наб., д одписно 4 5 илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 множаются с помощью блока 4 умножения, выходной сигнал которого, пропорциональный величине 1,1 ф Е(Ц поступает на вход ключа 6, который периодически открывается выходным сигналом 5 формирователя 5 времени шага ротора. Длительность импульсов, открывающих ключ 6, равна времени поворота ротора на заданный уголВыходное напряжение , интеграто 1 О ра 7 после закрывания ключа 6, определяется выражением где К - коэффициент передачи блока4 умножения,- - постоянная времени интегра 20тора 7;с 1 - время поворота ротора электродвигателя на угол бВеличина угла б. поворота ротора задается, исходя из -мощности электродвигателя, требуемой чувствительности и быстродействия устройства.При ненагруженном электродвигателе выходное напряжениеинтегратора 7 пропорционально величине потерь энергии в электродвигателе. Напряжениезаписывается в блок 9 памяти сигналом, поступающим по шине 8 управления. Затем к валу электродвигателя подключается нагрузка и повторноУ сигналом с формирователя 5 времени шага ротора, открывается ключ 6. После поворота ротора на угол 2, ключ 6 закрывается и на интеграторе 7 фиксируется новое значение напряженияДифференциальный усилитель 10 выделяет разность напряжений на интеграторе 7 и блоке 9 памяти. Выходное напряжение устройства связано с крутящим моментом я на валу электродвигателя соотношением где К- постоянный коэффициент.Применение изобретения позволит повысить точность измерения крутящих моментов: щаговых двигателей и микроминиатюрных электродвигателей,