Устройство для определения нагрузочного момента электродвигателя

(19) ( А 511 4 С 01 . 3/1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Авторское свидетельство СССР У 697846, кл.С 01 1. 3/1 О,979,Авторское свидетельство СССР В 88446, кл,О 01 . 3/10,1979. (51) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗОЧНОГО МОМЕНТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к силоизмерительной технике, может быть использовано для определения нагрузочного момента электродвигателяи позволяет повысить точность. Дляэтого устройство содержит датчик 1электромагнитного момента, датчик 2частоты вращения, первый сумматор 3,апериодическое звено 4 и второй сумматор 5. Сигнал сумматора 11 поступает на суммирующий вход первогосумматора 3, на второй суммирующийвход которого и на вычитающий входвторого сумматора 5 поступает сигналс выхода сумматора 19 датчика 2 частоты вращения. 1 ил.15 Измеренные значения токов и напряжений в фазах статора контролируемого электродвигателя поступают 0 на входы датчикаэлектромагнитногомомента и соответственно на входысумматоров 7 - 9. В общем случаесигналы, пропорциональные значениямтоков и напряжений в фазах, могут 5 подаваться иа входы датчика частотывращения, однако в приведенном примере благодаря использованию частисоставляющих датчика 1 электромагнитного момента для предварительных О операций по определению частотывращения, на входы датчика 2 частотывращения поступают сигналы тока инапряжения только одной фазы. В датчике 1 определяется электромагнит ный момент М по зависимости. эм 1 1200чИзобретение относится к силоиэмерительной технике и может бытьиспользовано для определения нагрузочного момента электродвигателя.Целью изобретения является повыщение точности.На чертеже представлена структурная схема устройства для.определения нагрузочного момента электро 0двигателя.Устройство содержит датчик 1электромагнитного момента, датчик 2частоты вращения, первый сумматор 3,апериодическое звено 4 и второйсумматор 5.Датчик 1 электромагнитного момента подключен к суммирующему входу первого сумматора 3, датчик 2 частотывращения - к второму суммирующемувходу первого сумматора 3 и к.вычитающему входу сумматора 5, выход которого подключен к одному собственному суммирующему входу и к вычитающему входу первого сумматора 3,25выход которого через .апериодическоезвено 4 подключен к второму суммирующему входу второго сумматора 5,Кроме того, для определения ускорения вращения ротора в устройствоможет быть введен третин сумматор 6,Ф6 30суммирующий вход которого подключен к датчику 1 электромагнитногомомента, а вычитающий - к выходувторого сумматора 5.Для определения нагрузочного момента асинхронного электродвигателядатчик 1 электромагнитного моментаи датчик 2 частоты вращения роторамогут быть выполнены следующим об 4разом.Датчик 1 электромагнитного момента содержит пять сумматоров 7 -11, дна интегратора 12 и 13 и дваблока 14 и 15 перемножения. Двавхода сумматора 7 и один вход сумматора 8 приспособлены для подключения к ним фазных напряжений питанияэлектродвигателя. Второй нхад сумматора 8 и два входа сумматора 9 при"способлены для подключения к ним сиг налов, пропорциональных фазным токампитания электродвигателя. Выход сумматора 7 подключен к одному входусумматора 10, второй вход которогоподключен к выходу сумматора 9 и кпервому .входу блока 14 перемножения.Выход сумматора 8 через интегратор 12подключен к второму входу блока 14 46перемножения, выход которого подключен к одному входу сумматора 11; второй вход которого подключен к выходу блока 15 перемножения. Выход сумматора 10 через интегратор .13 подключен к первому входу блока 15 перемножения, второй вход которого подключен к второму входу сумматора 8.Датчик 2 частоты вращения содержит четыре сумматора 16-19, дна блока 20 и 21 возведения в квадрат, блок 22 деления и эадатчик 23.При этом входы сумматоров 16 и 17 подключены к элементам датчи-. ка 1 электромагнитного момента. В частности, один вход сумматора 16 подключен к второму входу сумматора 8, а второй - к выходу интегра-. тора 12. Один вход сумматора 17 подключен к выходу сумматора 11.Выходы сумматоров 16 и 17 через соответствующие блоки 20 и 21 возведения в квадрат подключены к соответствующим входам сумматора 18, выход которого подключен к одному входу блока 22 деления, выход которого подключен к одному входу сумматора 19, к второму входу которого подключен задатчик 23. Причем к второму входу блока 22 деления подключен выход сумматора 11 датчика 1 электромагнитного момента.Устройство для определения нагрузочного момента электродвигателя работает следующим образом.з 2 ОО где (1 ,7 - проекция результирующеговектора потокосцепления статора на оси Х,прямоугольной системыкоординат, неподвижной 5относительно статора;1 з,(5- проекции результирующего вектора тока статорана оси Х, 1 этой системыкоординат; ОЕр " число пар полюсов.В сумматорах 7 и 9 определяются соответственно проекции вектора напряжения статора 0 по фазным значениям напряжений по зависимости 15"5 Ч "в 11 с 1,и проекции вектора тока статорав соответствии с зависимостью20Соответствие исходных значений сумматоров 7 и 9 указанным зависи 25 мостям обеспечивается требуемыми весовыми коэффициентами по входам, Аналогично обеспечивается правильность функционирования всех сумматоров, входящих в состав датчика 1 электромагнитного момента и датчика 2 частоты вращения. В сумматорах 8 и 1 О определяются производные проекций вектора потокосцепления статора по зависимостям)1где 15 - активное сопротивлениеФазы статора,Интеграторами 12 и 13 производится интегрирование сигналов выхода 45 сумматоров 9 и 1 О и получение значений, пропорциональных Чз и Ю 5, . С выходов интеграторов 12 и 13 сигналы поступают на одни входы блоков 14 и 15 перемножения и на входы 50 датчика 2 частоты вращения. В блоках 14 и 15 перемножения производится перемножение сигналов, пропорциональных значениям 9з, иа в сумматоре 11 - вычисление 55 электромагнитного момента.,В сумматорах 16 и 17 датчика 2 частоты вращения обеспечивается вычисление 146 4 проекций вектора потокосцепления ро" тора по зависимостям/ 1 мЬз2где- индуктивность рассеяния статора и ротора соответственно;"- индуктивность намагничивающего контура;1."= - полная индуктивностьротора.Сигналы с выходов сумматоров 16 и 7 поступают на входы блоков 20 и 21 возведения в квадрат, а затем на входы сумматора 18, где производится вычисление квадрата модуля вектора потокосцепления ротораг гУа=ЧафЧС выхода сумматора 18 сигнал поступает на вход делителя блока 22 деления, на вход делимого которого поступает сигнал с выхода сумматора 1 датчика электромагнитного момента. С помощью блока 22 деления производится вычисление частоты скольжения ротора в соответствии с выражениемЯ Мэм0= - , г 71где 1 - приведенное к статору активное сопротивление фазы ротора.Сигнал с выхода блока 22 деления поступает на един из входов сумма" тора 19, на второй вход которого поступает сигнал с выхода задатчика 23. Последним моделируется сигнал, эквивалентный частоте вращения вектора напряжения (тока). В частотнорегулируемом приводе частота вращения вектора напряжения (тока) является. изменяемой величиной, равной (д = 2 Ф 1 , в нерегулируемом и регулируемом путем изменения скольжения электропривода я = сопзС и Равна 2 мсетчТаким образом, на выходе сумма" тора 19 вырабатывается сигнал, эквивалентный частоте вращения привода Ю в соответствии с выражениемФормула изобретения 1 ВАР) =е е 1 +3/Е 15 20 Составитель А,АмахановРедактор И.Николайчук Техред А,Бабинец Корректор М.Демчик Заказ 7857/47 Тираж 896 Подписное ВЕ 1 ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/532 ООСигнал с выхода сумматора 11 датчика 1 электромагнитного момента поступает на суммирующий вход первого сумматора 3, на второй суммирующий вход которого и на вычитающий вход второго сумматора 5 поступает сигнал с выхода сумматора 19 датчика 2 частоты вращения,Поскольку апериодическое звено 4 имеет передаточную функцию видагде 3 - суммарный момент инерцииэлектромеханической системы привода;Ер - число пар полюсов,то на выходе сумматора 5 устанавливается сигнал, пропорциональньй нагрузочному моменту Мс. сй+М м - М с 1С с 1 Я,р Эм25 46 бСумматор 6 обеспечивает вычисление ускорения привода в соответствии с выражениемЭи рэм Мс) Устройство для определения на" грузочного момента электродвигателя, содержащее трехвходовый сумматор, подключенный через апериодическое звено к одному входу второго сумматора, датчик электромагнитного момента, подключенный к первому входу трехвходового сумматора, и датчик частоты вращения, подключенный к вторым входам трехвходового и второго сумматоров, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью повьппения его точности, второй сумматор снабжен третьим входом, который вместе с третьим входом трехвходового сумматора подключен к выходу второго .сумматора.