Устройство для измерения скорости асинхронного двигателя

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОИЩОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. саид-ву. (22) Заявлено и.1179 (21) 2840745/18-10 (51)М, Кл. Союз Советскня Соцналнстическик Реснублнн6 01 Р 3481 с присоЕдинением заявки йо Государственнмй комитет СССР яо делам изобретений и открытийДата опубликования описания 15,10.81 ВС 7 О)цц,А.Р. Куделько ( И ОА ТЕНТД 0техно-,(54) УСТРОЙСТВОДЛЯ ИЭИЕРЕНИЯ СКОРОСТИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯИзобретение относится к техникеизмерения параметров движения и может быть использовано для регистрации скорости вращения асинхронныхдвигателей.Известны цифровые измерителискоростей вращения, применяеиыЯ дляизмерения скорости вращения и,обеспечивающие высокую точность измеренияи дискретное представление информации И,Наиболее близким к предложенномупЬ технической сущности и решаеьимзадачам является устройство для измерения скорости вращения асинхронного двигателя, содержащее формирователи, подключенные к вторичной обмоткедвигателя, блок выделения сигнала,и частотомер, подключенный к блокувыделения сигнала, в котором для по- Щвыаения точности измерения блок выделения сигнала выполнен в видефаэочувствительного выпрямителя,под"ключенного к выходам формировате.лей 21.К недостаткам известного устройства относится его невысокая точность,вызванная тем, что в дополнительнойобмотке статора асинхронного двигателя наводится ЭДС которая определя- ЗО ется суммой двух гармонических, причем частота оцной из них (основной) определяется частотой питающего двигатель напряжЕния, а частота другой пропорциональна скорости двигателя, в результате чего необходимо устройство (дополнительное) для уничтожения гармонических, частота которых пропорциональна частоте питающего напряжения; в общем случае (например, при частотном регулировании скорости асинхронного двигателя) частота этих гармоник изменяется в широких пределах, а спектры этих частот взаимно перекрываются, что создает дополнительные трудности для получения. сигнала, частота которого была бы пропорциональна скорости вращения асинхронного двигателя.Целью изобретения является повышение.точности, т.е. получение сигнала, частота которого была бы пропорцйональна скорости вращения асинхронного. двигателя.Эта цель достигается тем, что блок выделения сигнала выполнен в виде интегратора, дешифратора, квадратора, схемы переполнения и сумматора, при этом входы интегратора и дифференциатора подключены к вторич873127 ной обмоткео двигателя, вход квадратора подключен к первичной обмотке, двигателя, выходы интегратора и квадратора подключены к входам схеяя перемножения, а выходы дифференциатбра и схемы перемножения подключены Ио входам сумматора, выход которого подключен к частотомеру.На чертеже приведена блок-схема датчика скорости асинхронного двигателя.Датчик скорости асинхронного двигателя состоит из дополнительной обмотки 1 стат ра асинхронного двигателя, интегратора 2, блока дифференцирования 3, датчика частоты, подводимого к статору 4 двигателя напряжения, квадратора 5, блока перемножения б, сумматора 7, частотомера 8Датчик скорости асинхронного двигателя работает следующим образом.В дополнительной обмотке 1, расположенной в статоре асинхронного двигателя, наводится ЭДС, определяемая суммой двух гармоник 5 ЮфЬИМЕм соэщ,+Ем с 02 р ы,.,1 где 6(1) - гармоника, частота которой Юопределяется частотой подводимого к статору двигателя напряжения, а амплитуда равна Емо(1) " гармоника, частота которой определяется произведением частоты враще", ния ротора м 1 и числом зубков ротора,Ер, ее амплитуда равна Ем.Таким образом, частота гармонической 9(1) пропорциональна ско-рости вращения ротора и наводится в дополнительной обмотке 1 за счет влияния пазов и зубцов на поверхности ротора двигателя. Так как их амплитуды много, меньше учтенных (1), то ЭДС (1), снимаемая с 1 ойолнительной обмотки 1, поступает на входы интегратора 2 и блока дифференцирования 3. С,выхода интегратора 2,получаем сигнал, который определяется выражениемоЧоОоа о оооиооОо 5 Е,о ооотооооаоо Е Е=-Ф вющ,1 ф --зИ 2 рв,1.М " 7 рмг Этот сигнал поступает на один из входов блока перемножения б, Одно" временно с выхода датчика частоты, подводимого к статору двигателя напряжения 4, на вход квадратора 5 по" ступает сигнал, амплитуда кеторого пропорциональна частоте подводимого к статору двигателя напряжения ш. В квадраторе 5 этот сигнало возводится в квадрат и поступает на второй вход блока перемножения б. С выхода блока перемножения б получаем сигнал, определяемый с учетом (2) выражением 1Ш фЬЮ=ЖЕщ вепш+ о зю 2 щ2 рщг1 О Этот сигнал с выхода блока перемножения б поступает на один иэ входов сумматора 7.Одновременно на дру гойвход сумматора 7 поступает сигнал,с выхода блока дифференцирования З,который определяется как производная по времени 20 а - ВМ=-ВЕ Ыав 1 о 2 ршЕщу)жгра 1,(4) В сумматоре 7 сигналы, определяемае эыражоениями (3) и (4), складываются.Б рааультате на выходе сумматора 7 имеем В 4/ З 0 шЕЮВ+ 1(Я: - Е ьоРа 1 а 2 рюг Я юр Цг 1, .й (Р)Из (5) видно, что в сумматоре 7гармонические, частота которых пропорциональна частоте подводимогок статору двигателя напряжения, уничтожаются, и на выходе сумматора 40 7 получаем переменное напряжение,частота которого пропорциональнаскорости вращения двигателя оо .Это напряжение поступает на входчастотомера 8, который выдает ин Формацию о величине скорости асинхронного двигателя. Основные блокиустройства (интегратор 7, блок дифФеренцирования 3, квадратор 5, блокперемножения б, сумматор 7) выпол няются на базе операционных усилителей. Измерительная обмотка можетбыть уложена в пазы статора, в которых находится рабочая обмотка, охватывая один или два зубца статора,или может быть наклеена к одному 55 иэ зубцов статора двигателя.Применение предлагаемого датчикаскорости асинхронного двигателя,не требует применения дополнительнойэлектрической машины на валу асинх ронного двигателя, позволяет получитьсигнал, частота которого пропорциональна скорости вращения асинхронного двигателя. Это позволяет существенно повысить точность измерения 65 средней скорости асинхронного двига/6 873127 6 Составитель Е. Швецоведактор П. Коссей ТехрЕд М,Голинка Корректор ма аж 910 Государственноелам иэобретениМосква, Ж, Р аказ 9023 Ти ВНИИ ПИ по д 3035, Подписноео комитета СССРи открытийушская иаб д. 4/5Патент 1 жгород, ул. Проект фили теля, так и его мгновенной скорости, так как частота выходного сигнала в 2 раэ больше частоты вращения асинхронного двигателя, где 2- чис ло зубцов на роторе двигателя, т.е. на один оборот ротора асинхронного двигателя приходится 2 периодов выходного напряжения датчика скорости.Применение предлагаемого датчика скорости в циФровых системах регу лирования и стабилизации скорости частотно-управляемого асинхронного двигателя в качестве датчика обратной связи по скорости позволяет расширить диапазон и повысить качество и точность регулирования и стабилизации 15 скорости асинхронного электропривода.,формула изобретения20Устройство для измерения скоростиасинхронного двигателя, содержащее.блок выделения сигнала, подключенной квторичной обмотке двигателя и частотомер, подключенный к выходу блокавыделения сигнала, о т л и ч а ю щ.ее с я тем, что, с целью повышенияточности измерения, блок выделениясигнала: выполнен в виде интегратора,дифференциатора, квадратора, схемыперемножения и сумматора, при этомвходы интегратора и дифференциатораподключены к вторичной обмотке двигателя, вход квадратора подсоединен к первичной обМотке двигателя,выходы интегратора и квадратбра подключены к входам схемы перемножения,а выходЫ дифференциатора и схемыперемножения подключены ко входамсумматора, выход которого подключенк частотомеру.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРВ 4433401, "кл. 0 01 Р 3/48, 19722. Авторское свидетельство СССРВ б 13242, кл. 0 01 Р 3/48, 1976