Устройство для контроля работы асинхронного двигателя

Союз Советскиз Социалистицеских РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОЯУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ощ 657347(22) ЗаЯвлено 09.11.76 (2) 2417991/18-1 К 01 присоединением заявки М рственный комитетСССРлам изобретенийи открытий сула,79.Бюллетень14 публикова та опубликования описания 2004,7(ТЦ заявите 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ,операцию сложения векторов тока и напряжения двигателя.Второе преобразование выполнено с помощью динамического преобразования сигналов логометром, выполняющего математическую операцию деления двух выпрямленных сигналов, полученных при первом преобразовании, причем угол отклонения стрелки логометра является мерой измеряемой скоростНедостатком этого устройства явля ется отсутствие аналогового выходного электрического сигнала, вследствие чего усилитель обратной связи, управляющий дросселями насыщения, подключен не к выходу устройства, а к промежуточному преобразователю- выпрямителям, т.е. применена не отрицательная обратная связь по скорости а дифференциальная обратная связь по току и напряжению, что не позволяет получить жестких регулировочных характеристик.Целью изобретения является полу- ение жестких регулировочных харакеристик двигателя, повышение стабильности при изменении его температуры и упрощение конструкции, расчета и наладки устройства для контроля работы асинхронного двигателя. ч т Изобретение относится к технике измерения скоростей вращения и может быть использовано для измерения скорости вращения асинхронных двигателей,когда условия работы не позволяют 5 ,использовать обычные тахогенераторы,В настоящее время в технике регулирования все шире используются асинхронные двигатели 1), для управления которыми необходимо введение сигнала обратной связи по скорости,Известно устройство для контроля работы асинхронного двигателя 2), содержащее два измерительных трансформатора, выпрямители обратных свя- ф зей, двухобмоточный измерительный прибор-логометр, активное и индуктивное сопротивления, имитирующие активное и сумму индуктивных сопро" тивлений статора и ротора, и катушку индуктивности параметры которой . соответствуют параметрам намагничи- . вания цепи двигателя. В этом устройстве измерение скорости осуществляется двойным преобразованием сигналов 25 тока и напряжения двигателя. Первое преобразование осуществляется с помощью измерительных трансформаторов, активного и индуктивных сопротивлений, выполняющих математическую 30 алтынгФФ- ЖюбвЮве 44 иа ЖАПоставленная цель достигается тем, что трансформатор тока выполнен с двумя первичными обмотками, включенными в две фазы двигателя, на линей- . ное напряжение которых подключен трансформатор напряжения, а схема преобразования сигналов выполнена в вида амплитудно-фазового детектора и выпрямителя линейного напряжения, входы которых подключены к трансформаторам, а выходы через схему вычитания - к регулятору и иэмерительно му прибору.На фиг, 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства для контроля работы асинхронного двигателя; на Фиг. 2 - 15 топографическая диаграмма напряжений в трехфаэной системе; на фиг. 3 - топографическая циаграмматоков1трансформатора тока.Предлагаемое устройство состоит20 из асинхронного двигателя 1, схемы регулирования и стабилизации скорос" ти двигателя, содержащей магнитный или полупроводниковый усилитель мощности 2, промежуточный усилитель 3 х 5 и задатчик управляющего сигнала 4, измерительных трансформаторов тока 5 и напряжения б, схемы преобразования сигналов, содержащей выпрямитель7, колЬцевой диодный мост 8, балласт ные активные сопротивления 9,10 и11, регулируемое активное сопротивление 12, измерительного потенциомет" рического прибора 13, выходных клемм 14 и 15 и клемм 16,17 и 18 питающей 35 трехфаэной электросети.Трансформатор тока выполнен с двумя первичными обмотками 1 и 11, имеющими равное число витков и включенными встречно друг другу последовательно двум фазам двигателя. Трансформатор напряжения выполнен с одной, первичной обмоткой 1, подключенной к линейному напряжению тех же фаз двигателя, в которые включен трансформатор тока, и тремя вторичными обмотками 11, 111 и 1 Ч, из которых обмотки 1 Пи 1 Чимеют равное число витковсоединены между собой, с кольцевым диодным мостом, балластными сопротивлениями 9 и 10 и регулируе мым сопротивлением 12 по схеме двухполупериодного демодулятора. Обмотка 1 Ч трансформатора напряжения подключена через выпрямитель к балласт- ному сопротивлению 11, которое соеди нано дополнительно с сопротивлениями 9 и 10 по схеме вычитания напряжений, причем выход схемы вычитания напряженИй соединен с измерительным прибором, выходными клеммами 14 и 15 .и последовательно входу задатчика управляющего сигнала.Устройство работает следующим образом.Скорость электродвигателя регулируется изменением напряжения питания посредством усилителя мощности, управляемого промежуточным усилителем, Вектор линейного напряжения ПВ двух фаэ двигателя совпадает с вектором активной составляющей разноститоков ЭцВ-Эцсэтих же фаз (см,фиг,2 и 3), а вектор реактивной составляющей разности токов Э Врс и вектор напряжения О ссдвинуты на угол 90 О Следовательно, сигнал на выходе демодулятора, балластных сопротивлений 9 и 10, пропорционален величине активной составляющей тока двигателя. Автором установлено, что разностьсигналов, пропорциональных напряжению и активной составляющей тока двигателя, имеет пропорциональную зависимость от скорости вращения двигателя.Следовательно, величина выходного сигнала схемы вычитания напряжений является мерой измерения скорости двигателя. Настройка схемы осуществляется регулируемым сопротивлением12, которое устанавливается в положение, в котором при заторможенномдвигателе показание измерительногоприбора равно нулю. Применение в схеме регулирования и стабилизации скорости двигателя отрицательной обратной связи по скорости позволяет получить жесткие регулировочные характеристики по всем диапазоне ее регулирования. Величина выходного сигнала схем измерения скорости зависит от величин напряжения питания двигателя и активной составляющей тока и не зависит от угла сдвига Фаэ между током и напряжением и, следовательно, от температуры двигателя. Известно, что при питании несинусоидальным током в линейном напряжении отсутствуют гармоники, кратные трем, а в трансформаторе тока они взаимно вычитаются, и их сумма равна нулю, следовательно, при несинусоидальном токе питания двигателя гармоники, кратные трем, не влияют на схему измерения скорости.Формула. изобретенияУстройство для контроля работы асинхронного двигателя, содержащее схему регулирования скорости, измерительные трансформаторы тока и напряжения, схему преобразования сигналов и измерительный прибор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью получения жестких регулировочных характеристик и повышения точности 1 измерения скорости при колебанияхтемпературы двигателя, трансформатор тока выполнен с двумя первичными обмотками, включенными последовательно в две фазы двигателя, на линейное напряжение которых подключен трансформатор напряжения, а схема преобразования сигналов выполнена в виде амплитудно-фазового детектора и вы65 6 1 У 9 Составитель Е.ШвецоТехред М. Петко ектор А ктор И,Шуби Подпиета СССРытийд. 4/5 е 089о комии отккая на Заказ 1784/4 ЦНИИПИ Государственн по делам изобретен 35, Москва, Ж, Раушилиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 прямителя сигнала линейного напряжения двигателя, входы которых подключены ко вторичным обмоткам трансформаторов тока и напряжения, а выходы соединены в схему вычитания напряжений, выход которого связан со входом схемы регулирования скорости и измерительным прибором. 7347 6 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Костенко М.П., Пиотровский Л.М.Электрические машины , М.-Л.,1964, с. 199-218.5 2. Авторское свидетельство9123604, кл. Н 02 К 15/00, 1959.