Устройство для измерения углового положения ротора синхронной явнополюсной машины

Номер патента: 671004

Авторы: Станкевич, Ступицкий

ZIP архив

Текст

О П И С А Н И Е (щбУЮ 04ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликовашгя описания 30,06.79(51) М. Кл."- Н 02 К 11/ Государствеииы комите СССР по делам изобретеиий и открьтей) Заявитель оизводственное объединение Союзхимпромэнерго(54) УСТРО Й СТ ВО ДЛ Я ИЗМ ОЖЕНИЯ РОТОРА СИНХРО МАШИНЬЕНИЯ УГЛОВОГООЙ ЯВНОПОЛЮСНО отехнике, предназоложениямашины статора.ния и ретора синкачестве .ется та 5 йства 51 В- е габари 15 Недостатками известного устрляются малая точность и большты. Изобретение относится к электр к области электрических машин и начено для измерения утлового п ротора однополюсной синхронной относительно вектора напряженияИзвестно устройство для измере гистрации углового положения ро хронной машины, в котором в чувствительного элемента использ хогенератор, вращаемый валом ны 1. Известно также устройство для измерения углового положения ротора синхронной явнополюсной машины, содержащее датчик положения ротора, блок синхронизирующих импульсов, соединенный с входом блока выделения измерительного сигнала, содержащий последовательно соединенные усилитель входного сигнала, дифференцирующую цепочку, триггер и измерительный блок, подключенный к одному выходу триггера 2.Недостатками известного устройства являются:измерение углового положения ротора относительно вектора напряжения статора производится по геометрическому положению ротора и не является точным;не устраняется статическая погрешность измерения, связанная с первоначальной установкой чувствительного элемента;наличие механически связанных с валом вращающихся частей;невозможность широкого применения в условиях повышенных вибраций (зазор между постоянным мап 1 нтом и ярмом равен 0,3 - 0,5 мм).Целью изобретения является повышение точности измерения углового положения ротора относительно вектора напряжения статора синхронной явнополюсной машины.Для этого устройство снабжено датчиками напряжения сети и тока ротора, а блок выделения измерительного сигнала - селектором длительности, схемой выделения передних фронтов импульсов селектора, двумя схемами совпадения И, схемой ИЛИ, одновибратором и схемой контроля положения триггера, причем вход селектора длительности подключен к дифференцирующей цепочке, один из выходов селектора длительности подключен на вход блока выделения переднего фронта импульса селектора, а другой - на вход первой схемы совпадения И, при этом блок выделения переднего фронта соединен с входом вто3рой схемы И, выходы первой и второй схемИ через схему ИЛИ соединены с первымвходом одновибратора, выход которогоподключен на счетный вход триггера, второй выход которого подключен к выходусхемы контроля положения триггера, кдвум другим входам которой подключеныдатчики напряжения сети и тока ротора, авыход схемы контроля подключен ко второму входу одновибратора, блок синхронизации выполнен с двумя выходами, которыеподключены ко вторым входам схем И, адатчик положения ротора выполнен в видеиндуктивной катушки, заложенной в пазстатора электрической машины.На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, блок-схема; на фиг. 2 - формакривой ЭДС датчика положения ротора,Устройство содержитдатчик 1 положенияротора, блок 2 выделения измерительногосигнала, состоящий из усилителя 3 входного сигнала, дифференцирующей цепочки 4,селектора 5 длительности, схемы совпадения И 6, схемы 7 выделения передних фронтов импульсов селектора, схемы совпаденияИ 8, схемы совпадения ИЛИ 9, одновибратора 10, схемы контроля 11 положениятриггера 12, измерительного блока 13, датчик 14 тока ротора, датчик 15 напряжениясети, блок 16 синхронизирующих импульсов.При прохождении под,плоскостью датчика 1 положения ротора элементов конструкции ротора в катушке датчика наводятся широкие и узкие импульсы (см. фиг. 2),обуславливаемые изменением индукции вмеждуполюсном зазоре. Так как положениепереднего и заднего фронта широкогоимпульса однозначно связано с краями соседних полюсов, то измерение углового положения ротора сводится к измерению углового положения заднего фронта широкого импульса относительно вектора сетевогонапряжения,В усилителе 3 входного сигнала сигналпреобразуется в импульсы прямоугольнойформы (Сивых блока 3, см. фиг. 2). В дифференцирующей цепочке 4 (У блока 4)происходит выделение фронтов импульсов.После выделения в селекторе 5 длительности сигнал принимает форму - (Увыхблока 5, см. фиг. 2).В асинхронном режиме работы синхронного двигателя происходит перемагничивание полюсов, В результате чего изменяетсяполярность и деформируется широкий импульс. Это может вызвать при переходе одного из фронтов широкого импульса черезноль уход фронта импульса относительнокрая полюса, что привлечет за собой погрешность измерения. Но так как переходычерез ноль переднего и заднего фронташирокого импульса происходят при разныхутловых положениях ротора, то импульсы сселектора 5 длительности подаются одно 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4временно на схему совпадения И 6 и схему 7 выделения передних фронтов импульсов селектора. На другой вход схемы совпадения И 6 поступает напряжение синхронизации с блока 16 синхронизирующих импульсов, которое задает временной интервал прохождения импульсов селектора 5 длительности, в течение которого не происходит изменение полярности заднего фронта широкого импульса.Запуск схемы выделения передних фро- тов импульсов селектора 7 осуществляется от переднего фронта импульса селектора 5 длительности. Длительность выходного импульса схемы выделения передних фронтов импульсов селектора 7 равна длительности импульса селектора 5 длительности У блока 7, см. фиг. 2). С выхода схемы 7 сигнал поступает на вход схемы совпадения И 8, Одновременно на эту схему подается напряжение синхронизации У 2 блока 16 синхронизирующих импульсов.В синхронном режиме импульсы селектора 5 длительности и схемы выделения передних фронтов импульсов селектора 7 по переднему и задыему фронтам совпадают. В этом случае работает схема совпадения И 6.В асинхронном же режиме при определенных угловых положениях ротора, измерение производится либо от заднего фронта импульса селектора длительности 5, который совпадает с задним фронтом широкого импульса, либо от заднего фронта импульса схемы 7, который жестко связан с передним фронтом широкого импульса и в результате временной задержки однозначно определяет положение заднего фронта широкого импульса. В этом случае поочередно работают схема И 6 и схема И 8,Для обеспечения непрерывного измерения используется схема ИЛИ 9,Для улучшения фронтов используется одновибратор 10.Так как на выходе одновибратора 10 имеются импульсы, соответствующие каждому полюсу ротора, а для измерения углового положения ротора необходимо иметь импульсы от каждой пары полюсов, то используется триггер 12 со счетным входом. Так как триггер 12 имеет счетный вход, то фаза измерительных импульсов может отличаться от истинного углового положения ротора на угол -1-180. Для устранения этого служит схема контроля положения триггера 11, которая производит сравнение фазы выходных импульсов триггера 12 с фазой тока ротора и, в случае несоответствия, вырабатывает дополнительный импульс, поступающий на одновибратор 10, который управляет счетный вход триггера 12. В результате чего происходит переброс триггера 12.Сигнал с триггера 12 подается на измерительный блок 13, который производит преобразование фазового положения импульса триггера 12 относительно фазы напряжения сети в напряжение постоянного тока, которое является функцией углового положения ротора.Введение в устройство датчиков напряжения сети и тока ротора, а также селектора длительности, схемы выделения его последних фронтов импульсов, логических 10 схем, одновибратора и схемы контроля положения триггера, а также размещение датчика положения ротора, выполненного в виде катушки в пазу статора, позволяет повысить точность измерений углового по ложения ротора. Формула из о бр стени яУстройство для измерения углового. поло жения ротора синхронной явнополюсной машины, содержащее датчик положения ротора, блок синхронизирующих импульсов, соединенный с входом блока выделения измерительного сигнала, содержащий 25 последовательно соединенные усилитель входного сигнала, дифференцирующую цепочку, триггер и измерительный блок, подключенный к одному выходу триггера, о тличающееся тем, что, с целью повыше- ЗО ния точности, устройство снабжено датчиками напряжения сети и тока ротора, а блок выделения измерительного сигнала -селектором длительности, схемой выделения передних фронтов импульсов селектора, двумя схемами совпадения И, схемой ИЛИ, одновибратором и схемой контроля положения триггера, причем вход селектора длительности подключен к дифференцирующей цепочке, один из выходов селектора длительности подключен на вход блока выделения переднего фронта импульса селектора, а другой - на вход первой схемы совпадения И, при этом блок выделения переднего фронта соединен с входом второй схемы И, выходы первой и второй схем И через схему ИЛИ соединены с первым входом одновибратора, выход которого подключен на счетный вход триггера, второй выход которого подключен к выходу схемы контроля положения триггера, к двум другим входам которой подсоединены датчики напряжения сети и тока ротора, а выход схемы контроля подключен ко второму входу одновибратора, блок синхронизации выполнен с двумя выходамп, которые подключены ко вторым входам схем И, а датчик положения ротора выполнен в виде индуктивной катушки, заложенной в паз статора электрической машины.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР155868, кл. Н 02 К 11,00, 1962.2, Авторское свидетельство СССР166404, кл. Н 02 К 11/00, 1963.Г Г 1 ьВьв УЙьа1 Б Заказ 1147/11 Изд.392 Тираж 866 1 ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 одписиое открытий Типография, пр. Сапунова,Составитель В. Никаноров дактор Ю. Челюканов Техред А. Камышникова Корректор А. Галахова

Смотреть

Заявка

2389704, 21.07.1976

ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "СОЮЗХИМПРОМЭНЕРГО"

СТАНКЕВИЧ СТАНИСЛАВ НИКИТИЧ, СТУПИЦКИЙ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: H02K 11/00

Метки: положения, ротора, синхронной, углового, явнополюсной

Опубликовано: 30.06.1979

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-671004-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-uglovogo-polozheniya-rotora-sinkhronnojj-yavnopolyusnojj-mashiny.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для измерения углового положения ротора синхронной явнополюсной машины</a>

Похожие патенты