Устройство для контроля электродвигателей

(51)4 у С 01 1. 3 00 госуддрственный номитет сссрпо делАм изобретений и ОтнрытийОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ь 1451 к)";ь 4(72) С,А, Воробьев и В.И. Козлов (71) Московское производственное объединение "Второй часовой завод" (53) 531.781(088.8)(56) 1, Авторское свидетельство СССР У 759872, кл. С 01 Ь .3/00, 1977.2. Авторское свидетельство СССР В 1107018, кл. С 01 Ь 3/00, 28.11.83. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ, содержащее блокумножения, формирователь времени шага ротора, интегратор, блок памяти, ключ, дифференциальный усилитель, причем выход блока умножения подключен к первому входу ключа, к второму входу которого подключен формирователь времени шага ротора, а выход ключа через интегратор подключен к первому входу дифференциального усилителя и к входу блока памяти, выход которого подключен к второму входу дифференциального усилителя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью автоматизации процесса контроля электродвигателей, в него введенблок имитации нагрузки двигателя,состоящий из дифференциального усилителя, преобразователя напряженне -ток, инвертирующего усилителя, первого и второго резисторов, усилителятока и генератора тока, причем первый вход дифференциального блока усилителя блока имитации нагрузки двигателя связан с источником питаниядвигателя, а второй вход - с выходомусилителя тока и вторым входом блокаумножения, выход дифференциальногоусилителя блока имитации нагрузкидвигателя соединен с первым входомблока умножения и входом преобразователя напряжение - ток, выход которого подключен к выходу генераторатока, к первой клемме обмотки ротора контролируемого двигателя и входуинвертирующего усилителя, выход которого через первый резистор соединен с второй клеммой обмотки ротораконтролируемого двигателя и входомусилителя тока, в цепи обратнойсвязи которого включен второй резистор.Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля, электродвигателей, преимущественно миниатюрных, например для часов в условиях массового производства, йо величине крутящего момЕнта, ,а также может использоваться для контроля однофазных шаговых электродвигателей и двигателей постоянного тока. 10Известно устройство для измерения крутящего момента электродвигателя, содержащее датчики напряжения и тока ротора, блок моделирования ЭДС ротора и блок умножения, один вход кото 15 рого подключен к выходу блока моделирования ЭДС ротора, а к его входам подключены датчики напряжения и тока ротора И .Известно устройство для измерения крутящего момента, содержащее блок умножения, формирователь времени шага ротора, интегратор, блок памяти,ключ, дифференциальный усилитель, причем выход блока умножения подключен к первому входу ключа, к второму входу которого подключен формирова. - тель времени шага ротора, а выход ключа через интегратор подключен к первому входу .дифференциального усилителя и входу блока памяти, выход которого подключен к второму входу дифференциального усилителя. Устройство также содержит датчики напряжения и тока ротора, блок моделирования ЭДС ротора 21 .35Однако при контроле миниатюрных электродвигателей известными устройствами процесс соединения вала двигателя с механическим устройством, создающим момент нагрузки, требует осторожности во избежание повреждений двигателя. Процесс этот трудоемок, осуществляется с применением оптических приборов, что приводит к большим затратам времени, затрудняет процесс автоматизации контроля электродвигателей в условиях массового производства.Цель изобретения - сокращение затрат времени и автоматизации процесса контроля электродвигателей.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля электродвигателей, содержащее блок 55 умножения, Формирователь времени шага ротора, интегратор, блок памяти, ключ, дифференциальный усилитель, причем выход блока умноженияподключен к первому входу ключа,к второму входу которого подключенформирователь времени шага ротора,а выход ключа через интегратор под" ключен к первому входу дифференциального усилителя и входу блока памяти, выход которого подключен к второму входу дифференциального усилителя, дополнительно введен блок имитации нагрузки электродвигателя, состоящий из дифференциального усилителя, преобразователя напряжение -ток, инвертирующего усилителя, первого и второго резисторов, усилителятока и генераторатока, причем первый вход. дифференциального усилителя блока имитации нагрузки двигателя связан с источником питания двигателя, а второй вход - с выходомусилителя тока и вторым входом блока умножения, выход дифференциального усилителя блока имитации нагрузки двигателя соединен с первым входом блока умножения и входом преобразователя напряжение - ток, выход которого подключен к.выходу генератора тока, к первой клемме обмотки ротора контролируемого двигателя и входу инвертирующего усилителя, выход которого через первый резистор соединен с второй клеммой обмотки ротора контролируемого двигателя и входом усилителя тока, в цепи обратной связи которого включен второй резистор.На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит блок 1 имитации нагрузки электродвигателя, дифференциальный усилитель 2, преобразователь 3 напряжение - ток, инвертирующий усилитель 4, обмотку 5 ротора контролируемого электродвигателя, первый резистор 6, второй резистор 7, усилитель 8 тока, генератор 9 тока, цепь 10 запуска генератора тока, блок 11 умножения, ключ 12, Формирователь 13 времени шага ротора, интегратор 14, блок 15 памяти, дифФеренциальный усилитель 16, выхоц 17,Блок 1 имитации нагрузки двигателя содержит дифференциальный усилитель 2, первый вход которого связан с источником питания двигателя, а второй - с выходом усилителя 8 тока и вторым входом блока 11 умножения. Выход дифференциального усилителя 2 соединен с первым входом блока 11ЮПаях = -(1 - -)Й = Е11Таким образом инвертирующий усилитель 4 и усилитель 8 тока с резисторами 6 и 7 обеспечивают выделение ЭДС ротора. При подаче на первый вход дифференциального усилителя 2 напряжения, равного напряжению на роторе Ц, его выходной сигнал 0 равен 50 55 умножения и входом преобразователя 3 напряжение - ток, выход которого подключен к выходу генератора 9 тока, . первой клемме обмотки 5 ротора контролируемого двигателя и входу инвертирующего усилителя 4. Выход усилителя 4:через резистор 6 соединен с второй клеммой обмотки 5 ротора контролируемого двигателя и входом.усилителя 8 тока. В .цепи обратной связи 1 О усилителя 8 включен второй резистор 7, Управление работой генератора 9 тока осуществляется по цепи 10 запуска, Блок 11 умножения соединен с одним входом ключа 12, к второму входу 15 которого подключен Формирователь 13 времени шага ротора, а выход ключа 12 через интегратор 14 подключен к одному входу дифференциального усилителя 16 и входу блока 15 памяти, вы О ход которого подключен к второму входу дифференциального усилителя 16. Выход 17 дифференциального усилителя является выходом устройства.Устройство для контроля электродвигателей работает следующим образом.В исходном состоянии при.подключении обмотки 5 ротора контролируемого электродвигателя в соответствии со схемой, по обмотке протекает ток 1, равный0 - Е1 =где Пр - напряжение на обмотке ротора;35Е - ЭДС обмотки ротора;Кр - активное сопротивление обмотки ротора.Выходной ток генератора 9 на первом этапе работы устройства равен нулю.При сопротивлении резисторов 6 и 7, равном Кр, выходное напряжение 0 х усилителя 8 тока определяется выражением Это напряжение поступает на входь преобразователя 3 напряжение - ток, коэффициент передачи К которого задается равнымВыходной ток преобразователя.3 напряжение - ток поступает в обмотку 5 ротора двигателя. Таким образом, при укаэанных коэффициенте передачи преобразователя 3 напряжение . - ток, величинах сопротивления резисторов 6 и 7 и при подаче на первый вход дифференциального. усилителя 2 напряжения ф, равного номинальному значению напряжения питания двигателя, сигналы на выходах усилителя 8 тока и дифференциального усилителя 2 пропорциональны соответственно величинам ЭДС Е и тока Х ротора. Эти сигналы перемножаются блоком 1 умножения, выходной сигнал которого, пропорциональный рй(й)Е(1), поступает на вход ключа 12, периодически открывающего выходным сигналом Формирователя 13 времени шага ротора. Длительность импульсов, открывающих ключ 12, равна времени поворота ротора на заданный угол 4 .Выходное напряжение Ц интегратора 14 после закрывания ключа 12 определяется выражениемцц -- - - ) Е(С)Х(С)юЬЕКАВ Ггде К - коэффициент передачи блока1 Умножения;- постоянная времени интегратора 4;- время поворота ротора наугол О(- .При ненагруженном электродвигателе выходное напряжение П, интегратора 14 пропорционально величине потерь энергии в электродвигателе. Напряжение Пр записывается в блок 5 памяти (цепь сигнала на схеме не показана). Затеи производится запуск генератора 9 тока сигналом, поступающим по цепи 10 запуска генератора тока. Величина выходного тока генератора 9 начинает возрастать, причем этот ток находится в противофазе относительно тока, питающего двигатель. В этом случае выходной ток генератора 9 тока создает тормозной момент, имитирующий нагрузку на валу двигате1174792 ля, происходит уменьшение угловой скорости вращения ротора, изменяются ЗДС и ток ротора, моделируемого блокомимитации нагрузки. Выходное напряжение интегратора 14 возрастает в мере роста тока генератора 9, Дифференциальный усилитель 16 выделяет разность напряжений на выходе интегратора 14 и блока 15 памяти. 1Выходное напряжение устройства связано с крутящим моментом Мна валу электродвигателя соотношением Составитель А. ПашковРедактор А. Шишкина Техред Л.Микеш Коррект Тяс 5/43 Тираж 897 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.Зака филиал ППП "Патент", г. Ужгород роектная, 4 АКс ф й 1 эБ" = --- Мофц277кр Ф кРф 1 де Е. - постоянный коэффициент.Когда нагрузка превышает максимальное для данного двигателя эначение крутящего момента, происходитего останов и выходное напряжение интегратора 14 резко уменьшается, Помаксимальному значению напряженияна выходе 17 устройства, пропорциональному М, производится контролькачества двигателя.Наиболее существенный эффект до- О. стигается в случае контроля предлагаемым устройством электродвигателейв миниатюрном и микроминиатюрномисполнениях.1Изобретение позволяет отказаться 15от дополнительных механических устройств, служащих для создания нагрузки на валу контролируемого микродвигателя.