Датчик скольжения асинхронного двигателя

Союз Соаетсниа Соаналистическил Республин(45) Дата опубликования описания 27,04.78 Государственный комитет Совета Министров СССР ло делам изобретенийи отирытнй 3) УДК 531.7:62. А. Захаржевскийа Ленина энергетический институт Масандилов С, Хачапур и(71) Заявитель ковскии орде ИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГА(54) ДАТЧ И К С КО Изобретение относится к элементам автоматизированного электропривода и может быть использовано для осуществления обратной связи по скорости асинхронного двигателя с фазным ротором.5Известны устройства для измерения скорости асинхронного двигателя с фазным ротором, основанные на измерении скольжения 111.Использование таких устройств для осу ществления обратной связи по скорости асинхронного двигателя при наличии добавочных сопротивлений в роторе затруднительно вследствие нелинейной зависимости сдвига фаз от скорости двигателя и малого изменения сдви га фаз при значительном изменении скорости в случае больших по величине добавочных сопротивлений.Известно также устройство для измерения скорости (скольжения) асинхронного двигате ля с фазным ротором, содержащее датчик тока ротора и датчик электрических параметров статора (датчик тока статора) 21. Это устройство позволяет измерять скорость двигателя с требуемой точностью при некоторых 25 колебаниях напряжения сети. Недостатком такого устройства является наличие больших погрешностей измерения при нссинусоидальных напряжениях и токах, которые имеют место при управлении асинхронного двигателя ЗО с помощью вептпльпых преобразователеи, например тиристорных регуляторов напряжения.Цель изобретения - повышение точности измерений сколькения.Это достигается тем, что датчик электрических параметров статора выполнен в виде датчика напряжения и дополнительно введены блок деления и два усилителя-преобразователя, состоящие из последовательно соединенных фильтра нижних частот, выпрямителя и второго фильтра нижних частот. Один усилитель-преобразователь включен между датчиком тока и первым входом блока деления, а другой - между датчиком напряжения статора и вторым входом блока деления.На фиг, 1 показана электрическая схема датчика скольжения асинхронного двигателя с фазным ротором; на фиг. 2 даны скоростные характеристики асинхронного двигателя при различных напряжениях статора; на фиг. 3 - скоростная характеристика двигателя, у которой по оси абсцисс отложено отношение тока ротора к фазному напряжению на зажимахстатора.Датчик скольжения асинхронного двигателя 1 содержит датчик 2 напряжения, вход которого подключен к зажимам статора двигателя 1, выход - к ьходу усилителя-преобразователя 3, а выход последнего соединен с первым входом блока 4 дсления, Подключенный3к роторной цепи двигателя 1 датчик 5 тока последовательно через усилитель-преобразователь 6 связан с вторым входом блока 4 деле. ния.Усилители преобразователи 3 и 6 содержат последовательно включенные фильтр 7 нижних частот, выпрямитель 8, фильтр 9 нижних частот и фильтр 10 нижних частот, выпрямитель 11 и фильтр 12 нижних частот соответственно. Дополнительные сопротивления 13 подсоединены к зажимам обмотки ротора.Датчик скольжения работает следующим образом.При работе асинхронного двигателя в какой-либо системе электропривода напряжения на зажимах статора и токи в цепи ротора в общем случае имеют несинусоидальную форму. В этом случае на выходе фильтра 7, не пропускающего высшие гармоники напряжения статора, выделяется первая гармоника этого напряжения, которая с помощью выпрямителя 8 и фильтра 9 преобразуется в напряжение постоянного тока, подаваемое на один из входов блока 4 деления. Аналогично фильтр 10 выделяет первую гармонику выходного сигнала датчика 5 тока ротора, который далее с помощью выпрямителя 11 и фильтра 12 преобразуется в напряжение постоянного тока, поступающее с выхода усилителя-преобразователя 6 на другой вход блока 4 деления.В блоке 4 деления осуществляется деление сигнала, пропорционального току ротора, на сигнал, пропорциональный напряжению статора. При этом выходной сигнал блока деления не зависит от величины напряжения статора при ее изменении в широких пределах, а определяется только параметрами обмоток асинхронного двигателя и его скольжением,Для пояснения сказанного рассмотрим характеристики, приведенные на фиг. 2 и 3. Характеристики А, Б и В на фиг. 2 представляют собой скоростные характеристики асинхронного двигателя, соответствующие различным напряжениях на зажимах статора при одинаковых добавочных сопротивлениях в цепи ротора. Эти характеристики в значительной зоне изменения скольжения являются линейными, причем линейный участок тем больше,4чем выше активное сопротивление ротора. Ха.рактеристика Д (фиг. 3) соответствует меньшему значению этого сопротивления и имеет меньший линейный участок,5 Извес но, что ток ротора прямо пропорционален напряжению на зажимах статора, поэтому семейству характеристик А, Б и В на фиг, 2 соответствует единственная характеристика Д, на фиг, 3, где по оси абсцисс отложено отношение тока ротора к фазному напряжению статора. Поскольку это отношение пропорционально выходному напряжению блока 4 деления (фиг. 1), то кривая Д на фиг. 3 одновременно выражает зависимость выходного напряжения датчика от скольжения. Эта зависимость имеет значительный линейный участок, который является рабочей зоной для датчика скольжения.В качестве датчика тока ротора можно ис пользовать, например, дополнительные активные сопротивления в цепи ротора. При этом выходным сигналом датчика тока ротора является напряжение на каждом добавочном сопротивлении или напряжение между двумя 25 кольцами ротора.Формула изобрстепияДатчик скольжения асинхронного двигателя, содержащий датчик электрических пара 30 метров статора и датчик тока ротора, отл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности, датчик электрических параметровстатора выполнен в виде датчика напряженияи дополнительно введены блок деления и два35 усилителя-преобразователя, состоящих из последовательно соединенных фильтра нижнихчастот, выпрямителя и второго фильтра нижних частот, причем один усилитель-преобразователь включен между датчиком тока рото 40 ра и первым входом блока деления, а другоймежду датчиком напряжения статора и вторым входом блока деления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе45 1. Патент ФРГ1812926, кл. 420 13/05,опубл. 1972.2. Патент ФРГ1263370, кл. 420 2/01,оп бл. 1967.608171 иг оставитель М, Хаустов Техред Н, Рыбкин ректор Л ва Изд.384 О Государственного комит по делам изобре 113035, Москва, Ж