Устройство для измерения или автоматического регулирования скорости вращения

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госплана лри СОК СССР. (г:ЕМ. Аристов Устройство для измерения или автоматического регулирования скорости вращенияЗаявлено 14 июня 1941 года в Наркомэлектропром за пф 44469 (307430) Опубликовано 31 августа 1944 годаДля .автомитического регулирования скорости вращения и точных измерений этой скорости в настоящее время широкое распространение получили компенсационные способы измерения э.д.с. датчика-тахометра псстсяннсго тока. Электродвижущая сила датчика сравнивается с некоторой эталонной э.д.с. и разность этих э.д.с. подается на следящее устройство, вызывающее соответствующее передвижение контакта потенциометра. По положению этого контакта и определяют скорость вращения. В автоматических регуляторах импульс регулирования также создается за счет разности э.д,с. - эталонной и датчика-тахометра. При этом исполнительный механизм регулятсра срабатывает таким образом, чтобы эта разность равнялась нулю илк определенному, заранее заданному значению.Правильность работы индикатора в осоих из приведенных случаях зависит ст следующих факторов.1) ст псстоянства значения э. д.с. эталонного истсчника,2) от псстоянства магнитного потска, переходного падения яапряжения под щетками и сопротивления яксря датчика-тахометра.В качестве источника эталонной э. д. с. в настоящее время чаще всего применяются аккумуляторные батареи или стабилизированное на.- пряжение сети.Сба этп способа имеют ряд недостатков. В частнссти, применение аккумуляторной батареи требует систематическсго надзора за е напряжением и периодической пол.зарядки батареи. Стабилизация напряжения сети вызывает необходнмссть применения сложной схемы с выпрямителями, дрссселями,лампсвыми или феррсрезонансными приборами.Втсрой элемент - сам датчиктахометр даже прп идеальном решении задачи получения эталонной э. д. с. требует сохранения постоянства магнитного пстска. Эта задача в настсящее время решается. либо 1) стасилизацпей силы тока возбуждения динамо-тахометра посредствсм барреттера, что представляет палиативное решение, так как в этом случае не исключено влияние г:;стерезиса, возникающее при к;почениях и выключенияхобмотки возбуждения, не исключено влияние температуры, вызывающее изменение воздушного зазора машины, а следовательно, и магнитного потока, либо 2) применением машин с постоянными магнитами - здесь также остается влияние температуры на воздушный зазор.Переходное падение напряжения под щетками оказывает в известных случаях также серьезное влияние на правильность показаний,Основной идеей предлагаемого устройства является исключение влияния колебания магнитного потока на работу прибора путем возбуждения датчика-тахометра и источника эталонного напряжения одним и тем же магнитным потоксм. Источником эталонного напряжения является якорь электрической машины, врашаемый со строго определенной скоростью или с группой строго определенных скоростей.Сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом, на фиг.1 и 2 которого изображена (вид спереди и продольный разрез) принципиальная конструкция машины, являющейся тахогенератором . и источником компенсационного напряжения, и на фиг. 3 - электрическая схема предлагаемого устройства,В предлагаемом устройстве вкачестве тахогенератора и источника компенсационного напряжения применяется одна электрическая машина.Машина имеет два якоря 1 и 2, Якорь 1 вращается непосредственно или с помощью синхронной связи от оси, скорость которой измеряется. Второй якорь вращается непосредственно или через зубчатую передачу двигателем со строго по. стоянной скоростью.Магнитный поток машины замыкается по пути, обозначенному стрелкой, т. е. магнитная система имеет две пары последовательно включенных полюсов. С целью уменьшения рассеяния магнитного потока оси машины изготовляются из немагнитного материала. Кроме того расстояние междуякорями машины делается настолькобольшим, чтобы утечка магнитногопотока была совершенно незначительной. Это легко выполнить, таккак суммарный воздушный зазоросновного потока составляет2 - 2,5 мм. Полюса имеют форму,показанную на фиг. 1, и монтируются в станинах из немагнитногоматериала. Следовательно, в отличие от обычно принятых схем прохождения магнитного потока, вданном случае магнитный потокзамыкается вдоль оси машины.Магнитная система машины может быть выполнена как с обмоткой возбуждения, так и с постоянными магнитами, Конструкция полюсов от этого не изменяется.Привод датчика эталонной скорости вращения возможно осуществить как от переменного, так и отпостоянного тока.Для измерений с погрешностьюпорядка0,5 - О,б 5, питание синхронного двигателя можно осуществлять непосредственно от сети, так как колебание частоты сетив мощных энергосистемах, какправило, не превышает +0,4%.В этом случае машина имеет двесамостоятельные обмотки якоря:1) трехфазную, питаемую от сети,2) постоянног о тока, питающуюобмотку возбуждения датчика-тахометра через барреттер, компенсирующий изменение сопротивленияобмотки возбуждения при ее нагревании. Возбуждение машиныпроисходит от постоянных магнитов, располагаемых на статоре.Пуск машины производится вручную через зубчатую передачу.Для измерений с высокой точностью электропривод эталонногодатчика осуществляется одним изследующих способов:а) двигателем переменного тока(колесо Лакура, реактивный двигатель), синхронизированным камертоном,б) двигателем постоянного тока,стабилизированным точным центробежным регулятором.Этот способ дает возможностьподдерживать скорость вращенияэталонного датчика с точностью порядка сотых долей процента.Машину постоянного тока рекомендуется делать с постоянными магнитами, а стабилизацию производить непосредственно или через электронную лампу в цспи якоря. На фиг. 3 показана схема, представляющая собой один из возможных вариантов привода на постоянном токе. Здесь 3 - машина постоянного тока, 4 - центробежный регулятор, 5 - сопротивление в цепи якоря, 6 в электронн лампа, шунтирующая якорь.Запаздывания и колебания в данном случае будут незначительны вследствие малой индуктивностй якоря и его небольшой механической инерции.Возбуждение эталонного датчика и датчика-тахометра в этом случае может осуществляться как постоянными магнитами, так и специальной обмоткой, питаемой или от постоянного источника со стабилизацией тока с помощью барреттера или от второй обмотки якоря электродвигателя.Предмет изобретения Устройство для измерения илн автоматического регулирования скорости вращения с тахогенератором постоянного тока, включенным по компенсационной схеме с машиной постоянного тока, дающей эталонное напряжение, о т л ичающееся тем, что, с целью устранения влияния изменений магнитного потока машин на работу устройства, в качестве указанных двух машин применена машина с двумя отдельными якорями, расположенными последовательно в общей магнитной цепи (т. е. пронизываемыми одним и тем же магнитным потоком).