Датчик статической и динамической составляющих тока электродвигателя постоянного тока

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциапистичесииаРеспубпик945813, 1 ееударствнныЯ квинтет ьСВР ае делаю нзебретеннй н етцетнЯ(54) ДАТЧИК СТАТИЧЕСКОЙ И ДИНАМИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТОКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования автоматического регулирования электроприводов и системах автоматического управления технологическими5 процессами, в которых в качестве испол-. нительных органов используются электродвигатели постоянного тока.Известен датчик динамической составляющей тока электродвигателя постоянного тока, содержащий два сумматора, прямой вход первого из которых соединен с выходом датчика напряжения, связанного по входу с источником. питания якоря, а выход с прямым входом второго сумматора, два интегратора, вход первого из которых подключен к выходу второго сумматора, а выходы - к инверсному . входу последнего и входу второго интегратора связанного по выходу с инверс- о ным входом первого сумматора 1 ) .Недостаток этого устройства заключается в низкой точности. Это объясняез ся тем, что параметры реального электро двигателя подвержены температурнымизменениям вследствие изменений сопротивления якоря, в то время как пвраметры датчика, представляющего собой модель электродвигателя на определенныхусилителях, при колебаниях температуры,остаются неизменными. Кроме того, устройство характеризуется ограниченной областью практического использования, определяемой низкими скоростями электродвигателя, посколь. ку в конструкции датчика не предусмотрена коррекция постоянной времени второго интегратора при ослаблении магнитного потока электродвигателя.Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик статической состввляюшей тока электродвигателя постоянного тока, выполненный на основе сумматора, прямой вход которого через блок дифференцирования соединен с выходом датчика скорости электродвигателя, а инверсный вход через усилитель подключен к выходу датчика электромагнитного момента электродвигателя,При необходимости одновременногоизмерения динамической составляющейтока электродвигателя в устройство добавляют еше один сумматор, прямой входкоторого соединяют с выходом датчикатока якоря, а инверсный вход - с выходом упоминавшегося сумматора 2 .Недостаток известного устройства, 1 оработа которого базируется на основномуравнении динамики электропривода, так-же связан с невысокой точностью, обусловленной необходимостью дифференцированиясигнала датчика скорости электродвигателя, уровень пульсаций которого можетоказаться соизмеримым с полезным сигналом,Пель изобретения - повьпдение точности подобного измерительного устройстваПоставленная цель достигается тем,что в датчик статической и динамическойсоставляющих тока электродвигателя постоянного тока, содержащий два сумматора, прямой вход первого из которых соединен с выходом датчика тока якоряэлектродвигателя, а инверсный вход черезусилитель - с выходом второго сумматора, датчик скорости электродвигателя,введены датчик тока обмотки возбужденияэлектродвигателя, функциональный преобразователь, интегратор и блок умножения,причем выход датчика тока обмотки возбуждения электродвигателя через функциональный преобразователь соединен с35одним из входов блока умножения, другойвход блока умножения через интеграторподключен к выходу первого сумматора,а выход соединен с прямым входом второго сумматора, инверсный вход которого40подключен к выходу датчика скоростиэлектродвигателя.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого датчика.Устройство содержит датчик 1 тока45якоря электродвигателя, сумматор 2, интегратор 3, блок 4 умножения, функциональный преобразователь 5, датчик 6тока обмотки возбуждения электродвигатели, сумматор 7, датчик 8 скоростиэлектродвигателя и усилитель 9,Работа устройства происходит следующим образом,С выхода датчика 1 тока якоря электродвигателя на прямой вход сумматора 2поступает сигнал, пропорциональный току 3 якоря электродвигателя, к инверсному входу этого же сумматора подводится сигнал обратной связи с выхода усилителя 9, Алгебраическая сумма и;движных сигналов направляется на вход интегратора 3, являющегося совместно с блоком 4 умножения моделью звена электропривода с передаточной функцией,( ) й, СМФР=РТмСеч" Р Эм Тим Г где К - активное сопротивление якорнойцепи;Т - электромеханическая постояннаявремени электропривода;С - коэффициент ЭДС электродвигаетеля;ф - магнитный поток одного полюса;С - коэффициент момента электродвимгателя;д - момент инерции электропривода;Мприведенный к валу электродвигателя;электромеханическая постояннаяММвремени модели звена электропривода,.При этом интегратор 3 реализует пеннпаточную функнню Фн :а в блоке 4 умножения производится умножение ее ча величину магнитного потока ф,Сигнап, пропорциональный величинемагнитного потока ф, формируется на выходе функционального преобразователя 5,на вход которого с выхода датчика 6 подается сигнал, пропорциональный току вобмотке возбуждения электродвигателя,т, е, функциональный преобразователь 5реализует нелинейную функцию ф = т (4 ц),гдеток обмотки возбуждения двигаРтеля.С выхода блока 4 умножения на прямой вход сумматора 7 подается сигналОимеющий размерность угловой скорости,который алгебраически складывается(сравнивается) с сигналом и 3, поступающим с выхода датчика 8 скоростиэлектродвигателя на инверсный вход этого же сумматора. Разность сигналовИ;Ф с выхода сумматора 7 поступаетчерез усилитель 9 на инверсный входсумматора 2. На выходе усилителя 9формируется, таким образом, сигнал, пропорциональный величине статической составляющей тока 3 т, а на выходе сумматора 2 - сигнал, пропорциональный величине динамической составляющей токаэлектродвигателя.При ступенчатом приложении статической нагрузки выходной сигнал устройства, отображающий Д с, изменяется поСоставитель Л. МорозовРедактор Г. Кацалап Техред З.Палий Коррек Билак Заказ 53 66 ТираИНИИПИ Госудпо делам113035, Моск Подписноеомитета СССРоткрытийушская наб., д. 4/5 ж 717 арственного изобретений ва, Ж-й 5, Р Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная,5 9458 экспоненциальному закону с постоянной времени, определяемой коэффициентом усиления усилителя О, Поскольку ук,вязанный коэффициент не зависит от сопротивления якорной цепи электродвигателя, данная 5 постоянная времени оказывается также достаточно стабильной. Это положительно сказывается на результирующей точности предлагаемого датчика. формула изобретения Датчик статической и динамической составляющих тока электродвигателя по стоянного .тока, содержащий два сумматора, прямой вход первого из которых соединен с выходом датчика тока якоря электродвителя, а инверсный вход через усилитель - с входом второго сумматора, дат чик скорости электродвигателя, о т л и 13 6ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены датчиктока обмотки возбуждения электродвигателя, функциональный преобразователь,интегратор и блок умножения, причем выход тока обмотки возбуждения электродвигателя через функциональный преобразователь соединен с одним из входоп блокаумножения, другой вход блока умножениячерез интегратор подключен к выходу первого сумматора, а выход соединен с прямым входом второго сумматора, инверсный вход которого подключен к выходудатчика скорос ти электродвигателя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Шипилло И. П. Автоматизированныйвентильный электропривод, М Энергия,1969, с, 240.2. Патент СРР % 51668,кл. 12 д, 2, 1969.