Устройство для контроля скорости асинхронного двигателя

)5 601 РЗ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКО У ВИДЕТЕЛ ско- шиРОсеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Кировский проектный конструктортехнологический институт тяжелого маностроения(56) 1, Авторское свидетельство СССРМ 657347, кл, 6 01 Р 3/46, 1976.2, Авторское свидетельство СССРМ 123604, кл. 21 б 3/2, 1959.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СКОСТИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ(57) Изобретение предназначено дляпользования в асинхронных приводах сгулированием скорости. Це изобретения является повышение точности регулирования, Цель достигается за счет того, что при подаче входного сигнала, пропорционального заданной скорости двигателя, изменяется режим работы асинхронного двигателя (АД), следствие чего является поворот вала датчика 4 момента, который с помощью реостата 5 автоматически устанавливает параметры схемы замещения двигателя, соответствующие заданному режиму работы АД, и приводит в соответствие с помощью реостата 6 сигнал, пропорциональный заданной скорости вращения, фактической скорости, Разность этих сигналов, пропорциональная отклонению скорости двигателя от заданной, поступает на схему 2 регулирования скорости, 3 ил.10 20 25 30 35 40 45 Изобретение относится к электроприводам и может быть использовано в системах измерения и регулирования скоростиасинхронного двигателя.Известно устройство для контроля работы асинхронного двигателя, содержащее схему регулирования скорости двигателя, измерительный трансформатор тока, выполненный с двумя первичными обмотками, включенными последовательно в две фазы двигателя, трансформатор напряжения, подключенный на линейное напряжение, амплитудно-фазовый детектор, выпрямитель сигнала линейного напряжения и схему вычитания напряжений 1,В этом устройстве о скорости вращения двигателя судят по величине разности сигналов, пропорциональных напряжению и активной составляющей тока, Однако эта разность сигналов пропорциональная скорости двигателя только в узком интервале изменения тока и напряжения, т,е, в узком диапазоне скоростей, При увеличении диапазона изменения скорости указанная зависимость имеет существенно нелинейный характер, что снижает точность контроля,Наиболее близким по технической сущности является устройство для контроля работы асинхронного двигателя, содержащее два многообмоточных измерительных трансформатора, две первичные токовые обмотки которых включены соответственно в две фазы двигателя, активные и индуктивные элементы, имитирующие активные и индуктивные сопротивления цепей двигателя. К выходным обмоткам измерительных трансформаторов подключены через первый и второй выпрямители и регулировочные резисторы первая и вторая обмотки логометра, служащего индикатором скорости двигателя, а также входные цепи схемы управления скоростью двигателя, дроссели насыщения которой включены в фазы двигателя ф.Недостатком этого устройства является отсутствие выходного электрического сигнала, пропорционального скорости, вследствие чего для управления скоростью двигателя используют сигналы с промежуточных преобразователей - выпрямителей, т,е. применена отрицательная обратная связь не по скорости, а дифференциальная связь по току и напряжению ротора, что не позволяет получить жестких регулировочных характеристик,Кроме того, выходной величиной в данном устройстве фактически является не скорость, а скольжение, поэтому, устройство непригодно в случае, если частота питающей сети непостоянна, например, при частотном управлении скоростью двигателя,Целью изобретения является повышение точности устройства,Цель достигается за счет того, что устройство для контроля скорости асинхронного двигателя, содержащее схему регулирования скорости двигателя, измерительный трансформатор, две первичные токовые обмотки которого включены соответственно в две фазы двигателя, активно-индуктивный элемент, имитирующий двигатель, согласно изобретению снабжено двухобмоточным датчиком момента, первая обмотка которого подключена к выходной обмотке трансформатора, а вторая обмотка присоединена на линейное напряжение через первичную цепь элемента, имитирующего двигатель, а также двумя переменными резисторами, установленны. ми на валу вращения датчика момента, причем первый переменный резистор подключен к вторичной цепи элемента, имитирующего двигатель, а вход устройства подключен к входу схемы регулирования скорости через делитель напряжения, составленный из резистора, имитирующего приведенное активное сопротивление ротора, и второго переменного резистора.На фиг,1 приведена блок-схема устройства; на фиг,2 и 3 - варианты схемы активно-индуктивного элемента, имитирующего активные индуктивные сопротивления двигателя в соответствии с Т- и Г-образными схемами замещения соответственно.Устройство для контроля скорости асинхронного двигателя 1 состоит из схемы 2 регулирования скорости, например тиристорного преобразователя частоты, измерительного трансформатора 3 тока, датчика момента, например двухфазного асинхронного двигателя 4, реостатов (переменных резисторов) 5 и б, активно-индуктивного элемента 7, имитирующего активные и индуктивные сопротивления двигателя 1, и резистора 8, имитирующего приведенное активное сопротивление ротора двигателя 1, Первичные обмотки трансформатора 3 тока включены в фазы двигателя 1, а к вторичной обмотке подключена первая обмотка датчика 4 момента, вторая обмотка которого подключена на линейное напряжение через первичную цепь элемента 7, имитирующего двигатель 1. Злемент 1 выполнен в соответствии с Т-образной (фиг.2) или Г-образной (фиг.3) схемой замещения асинхронного двигателя. Величины активных и индуктивных сопротивлений элемента 7 и резистора Я определены путем умножения соответствующих активных и индуктивных сопротивлений двигателя на некоторый коэффициент пропорциональности К 1.Обозначения, принятые на схемах(фиг.2 и 3);г 1 - активное сопротивление статора;Х 1 - индуктивное сопротивление рассеяния статора;ФХг - приведенное индуктивное сопротивление ротора;гг - приведенное активное сопротивление ротора;Хп 1 - индуктивное сопротивление взаимоиндукции;гп 1 - активное сопротивление, учитывающее потери в стали,Движки реостатов 5 и 6 механическисвязаны с осью вращения датчика 4 момента, причем реостат 5 подключен к вторичнойцепи элемента 7, а реостат б - к входнойцепи устройства последовательно с резистором 8. Сопротивление резистора 8 выбирается из условияГб Фгб= - гг К 1Г 5Если реостаты 5 и б одинаковы, то г 8 =-г 1 К 1Напряжение Озад поступает на входныеклеммы 9,10, например с потенциометра 11,подключенного к входной цепи устройства,как это показано на фиг.",.В качестве датчика 4 момента можетбыть использован микросин.Устройство работает следующим образом.При подаче напряжения Озад, пропорционального заданной скорости двигателя,последний начнет разгоняться, Обмоткидатчика 4 момента получают питание и ротор датчика поворачивается под действиеммомента М:М = Кг О 1 Ог Я 1 п а,где Кг - коэффициент пропорциональности;О 1,Ог - напряжения на первой и второйобмотках датчика момента;а - угол сдвига между напряжениямиО 1 и Ог.Поворот ротора датчика 4 сопровождается изменением сопротивления реостата5, что, в свою очередь, приводит к изменению тока во вторичной цепи элемента 7,имитирующего двигатель, и к изменениюфазы напряжения Ог.При некотором угле поворота выполняется условиеГ 5 = (1-Я)гг 1 К 1Ягде Г 5 - сопротивление реостата 5;3 - скольжение асинхронного двигателя,Тогда параметры элемента 7 совместнос реостатом 5 будут отличаться от параметров асинхронного двигателя 1 ровно в 1 К 1раз, угол а становится равным нулю и ротор 5 датчика 4 момента в этом угловом положении остановится.Скольжение асинхронного двигателяравноИо - И10 Иогде ио - угловая скорость холостого хода,определяемая частотой сети;и - угловая скорость асинхронногодвигателя при нагрузке.15 Отсюда имеем:И =ИоГ 5г 5+ гг К 1Поскольку в делителе напряжения сопротивления гб и г 8 резисторов 6 и 8 пропорциональны сопротивлениям г 5 и г г К 11Г 8 ГбГ 3 К 1то при подаче входного напряжения Озад, 25 пропорционального заданной скорости,равной при частотном управлении скоростихолостого хода:Озад = Кз и зад = Кз иогде Кз - коэффициент пропорциональности, 30 напряжение на резисторе 6 будет пропорционально угловой скорости двигателя и,а напряжение Оупр на входе схемы 2 регулирования скорости составитОупр = О зад - Кзи = Кз(и зад - и), 35 т,е. пропорционально отклонениюскорости двигателя от заданной скорости,Таким образом, в устройстве осуществлена отрицательная обратная связь по скорости, обеспечивающая стабилизацию 40 скорости двигателя во всем диапазоне регулирования. формула изобретения Устройство для контроля скорости асин хронного двигателя, содержащее схему регулирования скорости двигателя, токовый измерительный трансформатор и активно- индуктивный элемент, при этом первый выход схемы регулирования скорости 50 двигателя подключен к первой фазе асинхронного двигателя непосредственно, а второй и третий выходы - к второй и третьей фазе асинхронного двигателя через последовательно включенные первую и вторую 55 первичные обмотки токового измерител ьного трансформатора и две входные клеммы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, дополнительно содержит резистор, два реостата и двухобмоточный датчик момента, первая обмотка1737342 7 кК 302, 3 которого подключена к вторичной обмотке токового измерительного трансформатора, первый вход активно-индуктивного элемента через вторую обмотку датчика момента подключен к третьей фазе асинхронного двигателя, вторая фаза которого подключена к второму входу активно-индуктивного элемента непосредственно, при этом движки реостатов механически связаны с валом двухобмоточного датчика момента, первый реостат подключен к выходу активно-индуктивного элемента, первая входная клемма подключена к первому входу схемы регули рования скорости двигателя непосредственно, а вторая - через второй реостат - к второму входу схемы регулирования скорости двигателя и через резистор - к первой клемме.10