Устройство для измерения скольжения

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл6 01 Р 3/56 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытий(72) Авторизобретения Е.А.Демин оЛьвовский ордена Ленина политехнич Окийинститут(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОЛЬЖЕН руелю 3обторы алу, и 3Изобретение относится к техникеконтроля и регулирования параметроввращения электрических машин и можетбыть использовано для измерения скольжения, т.е. относительной разности5частот вращения ротора и магнитногополя статора у асинхронных и синхронных электрических машин,Известно устройство для измерения скольжения, выполненное на базеасинхронных машин с фазным ротором,у которых электродвижущая сила - ЭДС,снимаемая с колец фаэного ротора,пропорциональна скольжению 1).Недостатком данного устройстваявляется то, что ЭДС в фазном ротореимеет при малых скольжениях незначительную крутизну выходного напряжения, а напряжение на выходе имеетпеременную частоту, что делает егомало пригодным для целей измерения,особенно в диапазоне малых скольжений.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения скольжения переменного тока машины, содержащее каскадную электрическую машину, состоящую из двух асинхронных машин, расположенных в общем корпусе, рокоторых расположены на одном вО жестко связаны с валом, контролимой машины, а обмотки роторов вкчены последовательно-согласно (2Устройство работает следующимразом.Генератор опорной частоты - иоподает трехфазное напряжение в статорную обмотку возбуждения одной иэасинхронных машин каскада и создаетв ней вращающееся магнитное поле, частота вращения которого регулируетсяизменением опорной частоты (оо ).Привращении ротора, связанного с контролируемым объектом, в обмотках ротора индуктируется ток, пропорциональный разности частот опорной (и )и вращения ротора (пр),Ток, протекающий через обмоткуротора второй асинхронной машины,возбуждает в ее статорной обмоткенапряжение, которое через фильтр ифазочувствительный усилитель подается на нуль-индикатор, а также используется для регулирования скоростиконтролируемого объекта.Недостатки устройства - сложностьустройства иэ-за наличия большогоколичества элементов, входящих в измерительную цепь (задающий генераторпеременной частоты, измеритель частоты,нудь-орган, фильтры и др.), атакже ручная настройка по, малый диапазон измеряемых скольжений, поскольку зона пропорциональности напряжения скольжению. обусловлена соотношением между активным и индуктивным сопротивлениями обмотки ротора, Последнее зависит от величины скольжения истановится соизмеримым и меньше активного сопротивления только приочень малых скольжениях.Незначительные отклонения частотыопорного генератора вызывают значительные погрешности в измерении скольжений у.асинхронных и синхронных машин.Цель изобретения - упрощение устройства, увеличение точности измерения скольжения и расширение диапазона измеряемых скольжений у асинхронных и синхронных электрических машин.Постанленная цель достигаетсятем, что устройство для измеренияскольжения, содержащее контролируемую электрическую машину переменноготока и каскадную электрическую машину, состоящую из двух асинхронныхмашин, расположенных в общем корпусе, ротора которых установлены на общем валу и жестко связаны с валомконтролируемой машины, а обмотки роторов включены. последовательно-согласно, одна из статорных обмотокасинхронной машины каскада подключена к входу фазочунствительного усилителя или выпрямителя, введен стабилизатор напряжения, при этом выходстаторной обмотки второй асинхронноймашины каскада подключен через стабилизатор напряжения параллельно квыходу статорной обмотки контролируемой электрической машины и обе обмотки имеют одинаковое число пар полюсон и одинаковые добавочные сопротивления, установленные на роторе.На фиг,1 представлена электрическая схема соединений элементов устройства для измерения скольжений; нафиг.2 - другой вариант этого устройства; на фиг,З - зависимость ЭДС отскольжений (т.е . Е= Г,устройство содержит контролируемую машину 1 переменного тока состаторной обмоткой 2 и ротором 3,каскад, состоящий из двух асинхронных машин 4 и 5, статорные обмоткикоторых 6 и 7 расположены в корпусе,обмотки 8 и 9 ротора 10 соединеныпоследовательно-согласно, фазочувстнительный усилитель (или выпрямитель)11 пЬдключен к выходу обмотки 7, авыход фазочувствительного усилителя11 подключен к измерительному блоку12 скольжений, показывающему или используемому в качестве обратной снязи в системах регулирования, вал 13каскада соединен жестко с налом ротора 3 контролируемой электрическоймашины 1. Статорная обмотка 6 подключена через стабилизатор 14 параллельно к выходу статорной обмотки 2контролируемой машины 1. Обе обмоткии б имеют одинаковое число пар полюсов и одинаковое чередование фаз(АВС, А В С). В качестве стабилизатора 14 могут быть использованы трехфазный трансформатор с подмагничиванием, феррорезонансный или другой,но с условием сохранения чередованияфаз на выходе и входе.Ка фиг.2 представлена электрическая схема соединения обмоток 8 и9 роторов с включенными последовательно с ними дополнительными сопротивлениями (й )-15 в каждой фазе.При этом активное сопротивление 15 (В +Ну +й ) начинает преобладатьр Фнад индуктивным сопротивлением (х . +хр ) 5при больших скольжениях.Величина дополнительного сопротивления выбирается из необходимого 20 диапазона измеряемых скольжений. Зависимость Г = 1(5) для какого-то значения Р, прйведена на фиг.З., где научастке а-в, Е (пропорциональнаскольжению Б.Устройство для измерения скольжений работает следующим образом.При подключении обмоток статоров2 и б к сети, протекающие по ним токи создают вращающиеся в одном направлении магнитные потоки с частотой вращения и ( ).Магнитный потоко.1обмотки 6 наводит ЭДС в обмотках ротора 8. Обмотки роторов 8 и 9 соединены последовательно-согласно. Протекающие в обмотке 9 токи создаютвращающийся магнитный поток Ф, образующий на обмотке статор 7 ЭДС Е 2.Между этими величинами существует известная зависимость.Величина ЭДС Е пропорциональна 40 току намагничиванйя 1 , протекающему н обмотках 8 и 9, который в сноюочередь пропорционален скольжению Биспытуемой машины. Зависимость ЕГ(5) представлена кривой 16 (фйг.З).Для увеличения линейного участка характеристики в цепь ротора каскадаасинхронных машин вводятся добавочные резисторы 15, при этом зависимость ЭДС Е от тока намагничивания3 представлена кривой 17 (фиг,З).В устройстве обеспечивается болееточное измерение скольжения контролируемой машины при более простойсхеме устройства.Кроме того, применение устройст ва в системах управления и регулирования асинхронными и синхронными машинами позволит повысить надежностьи срок службы их, снизить эксплуатационные расходы за счет построения Щ более простых схем управления. Формула изобретения1. Устройство для измеренияскольжения электрической машины переменного тока, содержащее каскаднуюэлектрическую машину, состоящую иэ двух асинхронных машин, расположенных в общем корпусе, роторы которых установленына общем валу и жестко связаны с валом контролируемой электрической машины, а обмотки роторов соединены последовательно-согласно, одна из статорных обмоток асинхронной машины каскада подключена к вхо- . ду Фазочувствительного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и увеличения точности измерения скольжения, в устройство введен стабилйзатор напряжения, причем выход статорной обмотки второй асинхронной машины каскада подключен через стабилизатор напряженияпараллельно выходу статорной обмотки контролируемой электрическоймашины переменного тока и обе обмотки выполнены на одинаковое число парполюсов и. с одинаковым чередованиемфаз.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения диапазона измеряемыхскольжений, в каждую Фазу обмоток ро.торов включены последовательно одинаковые добавочные сопротивления,установленные на роторе .Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Брусник Д.Э. и др. Электрические машины. Ч.1, М., Высшая школа,1979, с190.2. Авторское свидетельство СССРР 434310, кл.6 01 Р 3/60, 1975.8 бб 477 л Сель Фьг Л Составитель В.Тарасоедактор В.Еремеева Техред А,Ач рректор В.Синицк Зак оное илиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,80 б 7/67 Тираж 910 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рау