Устройство для измерения вращающего момента синхронного электродвигателя

(19) %вЭ%аф (1 1) Мз 1)0 01 . 3/ ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рев(71) Горьковский институт инженеров водного транспорта(56) 1. Фролов Л.Б., Измерениетящего момента. М., "ЭнерГия",с. 23-27,У.2. Авторское свидетельство СССРФ 594417, кл. С 01 Ь 3/10, 05.01.76(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯВРАЩАЮ 1 цЕГС МОМЕНТА СИНХРОННОГОЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯсодержащее синхронный приводной электродвигатель,установленный на основании., датчикугла взаимного поворота валов испытуемого и приводного электродвигателей, блок питания и регистрирующее устройство, о т л и ч а ю щ е е -с я тем, что, с целью повышенияточности измерения и упрощения конструкции, в нем датчик угла выполнен в виде переменного резистораи индуктивного преобразователя,подвижная обмотка которого размещена на валу йриводного двигателя, анепддвижная связана с основаниеми соединена с регистрирующим устройством, причем корпус обмотки переменного резистора и.ось подвижногоконтакта жестко связаны соответственно с валом приводного и вапомиспытуемого электродвигателей,переменный резистор электрическипоследовательно соединен с подвижной обмоткой индуктивного преобразователя и контактныж кольцами приводного электродвигателя.1139981 10 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении и определении моментных характеристик синхронных электродвигателей, а также в системах автоматического управления приводами,Известно устройство для измерения вращающего момента, Содержащее индуктивный преобразователь угла закручивания вала, пропорционального передаваемому моменту, в электрический сигналЯ .Однако известное устройство не обеспечивает требуемой точности из мере ния.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения вращающего момента .синхронного электродвигателя, содержащее синхронный приводной электродвигатель, установленный на основании, датчик угла взаимного поворота валов испытуемого и приводного электродвигателей, блок питания и регистрирующее устройство 2 .Недостатками данного устройства являются низкая точность измерения и сложность конструкции. ЗО . Цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение конструкции.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения вра щающего момента синхронного электродвигателя, содержащем синхронный приводной электродвигатель, установленный на основании, датчик угла взаимного поворота валов испытуемого ф и приводного электродвигателей, блок питания и регистрирующее устройство датчик угла выполнен в виде переменного резистора и индуктивного преобразователя, подвижная обмотка которого размещена на валу приводного двигателя, а неподвижная связана с основанием и соединена с регистрирующим устройством, причем корпус обмотки переменного резистора и ось 50 подвижного контакта жестко связаны соответственно с валом приводного и валом испытуемого электродвигателей, переменный резистор электрически последовательно соединен с подвижной 55обмоткой индуктивного преобразователя и контактными кольцами приводного электродвигателя. эНа фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 -электрическая схема.Устройство для измерения вращающего момента синхронного электродвигателя (фиг, 1 и 2) содержит приводной синхронный электродвигатель 1малой мощности, индуктивный преобразователь 2 с подвижной обмоткой 3,размещенной на валу 4 приводногоэлектродвигателя 1, и неподвижнойобмоткой 5, размещенной на полюсахмагнитопривода 6, связанного с основанием, а также переменный резистор7, корпус обмотки которого жесткосвязан с ьалом электродвигателя 1,а ось 8 подвижного контакта - с валомиспытуемого синхронного электродвигателя 9. Синхронные частоты вращенияэлектродвигателей 1 и 9 должны бытьодинаковыми, кроме того, резистор 7электрически по последовательной схеме соединен с подвижной обмоткой 3индуктивного преобразователя 2 и контактными кольцами приводного двигателя 1 (в случае применения синхронного двигателя 1 с постоянными магнитами питание обмотки 3 может бытьвзято с контактных колец испытуемогосинхронного двигателя 9). Неподвижная обмотка 5 своими концами подключена к выходным зажимам преобразователя 2, с которых при работе устрой -ства снимается напряжение, пропорциональное развиваемому двигателем9 моменту, и подается на регистрирующее устройство 10 или в системууправления испытуемого двигателя.Переменный резистор и индуктивныйпреобразователь представляют собойдатчик угла взаимного рассогласования валов испьггуемого и приводного электродвигателей,Устройство работает следующим образом,При подаче напряжения на синхронные двигатели 1 и 9 двигатель 9 разгоняется одним из известных способов и приводит во вращение, например с помощью поводка (не показан) двигательПри отсутствии нагрузки на валу двигателя 9 роторы обоих двигателей вращаются синхронно. без сдвига в пространстве относительно друг друга. Также синхронно без сдвига вращаются жестко соединенные с валом двигателя 1 корпус обмотки переменм вв вхп 6,ЗЕ ЧЙогде М - момент электродвигателя;Е 0- ЭДС, индуктируемая полемротора;Ч - напряжение сети;Я - синхронная частота вращенияротора;х - синхронное сопротивлениедвигателя;8 - угол отставания ротора. ЗО 35 3 1139ного резистора 7 и его ось 8 с подвижным контактом, соединенная жестко свалом двигателя 9. Ось 8 с подвижным контактом установлены таким образом, что величина сопротивления,введенного в цепь подвижной обмотки 3, имеет максимальное значение.При протекании тока через подвижнуюобмотку 3 создается магнитный поток,вращающийся вместе с обмоткой и замы кающийся через магнитопровсд 6, накотором размещена неподвижная обмотка 5. В обмотке 5 вращающийся магнитный поток наведен ЭДС. Так какток в обмотке 3 минимальный, величина ЭДС, наведенная в обмотке 5, тожеминимальна н соответствует нулевомузначению моменту синхронного двигателя 9,20При наличии момента нагрузки на валу синхронного двигателя 9 происходит сдвиг его ротора относительно вращающегося магнитного поля статора на уГОл 9величина кОтороГО пропор-д циональна моменту сопротивления, приложенному к валу, что следует из выражения 981 4В то же время двигатель 1 продол-жает работать вхолостую и положениеего ротора Относительно магнитногополя статора не изменяется. В результате имеет сдвиг на угол В ротора двигателя 9 относительно роторадвигателя 1 и, следовательно, сдвигна тот же угол 0 подвижного контакта, жестко соединенного через осв 8с валом двигателя, относительно обмотки резистора 7, жестко соединеннойс залом двигателя 1. При перемещении подвижного контакта резистора7 уменьшается величина его сопротивления, включенного в цепь подвижнойобмотки 3, что приводит к соответствующему увеличению тока в этойцепи, магнитного потока. обмотки 3й величины ЭДС, наводимой в непод-вижной обмотке 5.Увеличение ЭДС на выходе неподвижной обмотки 5 пропорционально углу8 сдвига роторов двигателей 1 и 9,т.епропорционально моменту, развиваемому двигателем 9,При постоянном напряжении сети итоке возбуждения двигателя (т.е.ЭДС Е ) момент двигателя 9 иэменяет 0ся пропорпионально углу 9 в преде-Илах 0 (8- , соответствукицих устойчивой работе синхронного двигателя.Использование в устройстве датчика угла взаимного положения валовприводного и испытуемого электродвигателей, выполненного в виде последовательно соединенных переменного ре-зистора и индуктивного преобразователя, позволяет повысить точностьизмерения вращающего момента и упростить конструкцию,1139981 Составитель Г. ЦелиТехред А.Бабинец Леон орре Редактор И. Горват писное 1 Тираж 897 П ВНИИПИ Государственного комитета СССР по .делам изобретений и открытий 13035, Москва, 3-35, Раушская наб., д.