Устройство для определения частоты вращения электродвигателя постоянного тока

(51) 4 Н 02 Р 5/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ЗОБРЕТЕНИЕТЕЛЬСТВУ ПИ К АВТОРСКОМ Целью изобретения является повышениеточности, Устройство содержит реленапряжения, катушка 6 которого подключена к выводам якорной обмоткиэлектродвигателя 1, Блок 5 компенсации действия реакции коммутационныхтоков выполнен в виде функционального преобразователя, характеристикакоторого обратна кривой намагничивания электродвигателя в зоне действияреакции коммутационных токовВ данном устройстве разность между скорректированной величиной напряженияна электродвигателе и падением напряжения в его якорной цепи вводят вкачестве сигнала обратной связи по 8,8)систем подвентильного го тока. М.: рис. 2-3,че ия нн 73 59/01), 196ПРЕДЕЛЕ НИЯКТРОДВИ ГАТЕЛЯ ся к элек ь использован тоянного тока частоте вращения, 3 и(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕПОСТОЯННОГО ТОКА(57) Изобретение отноротехнике и может бытв электроприводах пос ф)сГГ;"г", . -Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам постоянного тока с обратной связью по частоте вращения электродвигате"5 лей, преимущественно с нерегулируемым потоком возбуждения.Цель изобретения - повышение точности устройства.На Фиг,1 изображена Функциональная схема предлагаемого устройства; на Фиг,2 - кривая намагничивания электродвигателя на Фиг.3 - характеристика Функционального преобразователя. 15устройство для определения частоты вращения электродвигателя 1 постоянного тока (фиг,1) содержит датчик 2 напряжения и датчик 3 ъока, выходы которых подключены,соответственно к 20 суммирующему и вычитающему входам блока 4 сравнения, а также блок 5 компенсации действия реакции коммутационных токов, вход которого подключен к датчику 3 тока якоря, а выход " 25 к суммирующему входу блока 4 сравнения, выполненный в виде Функционального преобразователя, характеристика которого обратна кривой намагничивания электродвигателя в зоне 30 действия реакции коммутационных токов, а также реле напряжения, катушка 6 которого подключена к выводам якорной обмотки электродвигателя, а его замыкающий контакт 7 включен в цепь питания функционального преобразователя, Выход блока 4 сравнения соединен с входом регулятора 8 частоты вращения, к которому подключен также выход задатчика скорости (сигнал ю) а выход регулятора 8 частоты вращения подключен к входу регулятора тока системы подчиненного регулирования (не показан).При определении частоты вращения электродвигателя с помощью тахометрического моста реализуется завися" мость50где Се - конструктивная постоянная;Ц - напряжение на двигателе;т,е частота вращения электродвигателя при постоянном потоке возбуж" дения пропорциональна его ЭДС,В то же время для электродвигателей постоянного тока, особенно для некомпенсированных машин, характерно изменение главного поля машины под влиянием действия его поля реакции коммутационных токов, размагничивающих основной поток машины (двигателя) при ускоренной коммутации, на которую обычно настраивают машину.Размагничивающее действие поля реакции коммутационных токов характерно также и для компенсированных машин, где обычная реакция якоря вообще не появляется.Известно, что ампер-витки поля реакции коммутационных токов АЧкт определяются из соотношения АУркт Оф 12 Ок 2 А 8 Ьк ф (3)где АЯ - линейная нагрузка машиныЬ- ширина зоны коммутации.Величина линейной нагрузки машины АЯ и ширина ее зоны коммутации Ь определяются по данным заводов- изготовителей машин и лежат соответственно в пределах (100-600 А СТ(см) и (4-7 см)При номинальной нагрузке машины размагничивающее действие поля реакции коммутационных токов (по ампер- виткам) может достигать 10-15 от намагничивающей силы обмотки главного полюса, а по потоку для насыщенной магнитной системы может привести к ослаблению потока до 5-10 , При ненасыщенной магнитной системе и двухкратных рабочих перегрузках электродвигателя главное поле машины из-за действия реакции коммутационных токов ослабляется до 40 и более.При переходе двигателя, например в режиме торможения в генераторный режим при той же ускоренной коммутации имеет место подмагничивание главного поля, которое для насыщЕн ной магнитной системы незначительно,С учетом размагничивающего действия поля реакции коммутационных токов частота вращенияБ - 1 К6) (4)С Р-где ЬФ - определенное по кривой намагничивания машины уменьшение потока возбуждения,обусловленное размагничивающими ампер-витками реакциикоммутационных токов, Рассчитанными по соотношению(3) Фиг,2,3.Следовательно, для получения более точного значения замеренной повеличине ЭДС электродвигателя его 10частоты вращения необходимо величинуполагавшегося неизменным его потокавозбуждения скорректировать на величину ьф , зависящую от размагничивающих ампер-витков реакции коммутационных токов, т,е, от тока нагрузкимашины.Устройство работает следующим образом.При скорости идеапьного холостого хода электродвигателя 1 выходныенапряжения датчика 3 тока и блока 5равны нулю, а частота вращения электродвигателя пропорциональна величинеподведенного к электродвигателю напряжения,Полагаем, что на валу электродвигателя 1 появилась нагрузка, а блок. 5 не задействован,В этом случае напряжение на выходе датчика 2.напряжения алгебраически суммируется с величиной напряжения на выходе датчика 3 тока,пропорциоальной падению напряжения1 К в якорной цепи электродвигателя,Если бы реакция коммутационныхтоков отсутствовала и магнитный поток машины при появлении нагрузки навалу электродвигателя сохранился неизменным, то величина ЭДС двигате Оля и пропорциональная ему величинанапряжения на выходе блока 4 сравнения отображала бы частоту вращенияэлектродвигателя.45Однако из-эа действия поля реакции коммутационных токов электродвигателя 1 его магнитный поток уменьшается, вследствие чего частота вращения электродвигателя увеличивается, а ЭДС сохраняется неизменной (как при обычном регулировании часто" ты вращения изменением потока возбуждения электродвигателя).Следовательно, при незадействованном блоке 5 измерение частоты вращения электродвигателя 1 по его ЭДС оказывается неточным, увеличенным из-за ослабления потока электродвигатсля,При включении в работу блока 5одновременно с увеличением нагрузкиэлектродвигателя 1 и соответствующем уменьшении его потока возбуждения на выходе блока 5 появляется напряжение, пропорциональное приращениюЭДС двигателя и соответствующее приращению (уменьшению) его потокавозбуждения (см,фиг.2), Вследствиеэтого суммарная величина сигналана входе блока 4 сравнения увеличивается до значения, пропорциональногосохранению частоты вращения электродвигателя на таком уровне, какесли бы реакция коммутационных токовне действовала.Следовательно, на выходе блока 4сравнения величина напряжения такжеувеличивается,Поскольку выход блока 4 сравнения подключен к входу регулятора 8 в качестве сигнала обратной связи, а задающий сигнал на входе регулятора 8 полагается неизменным, то результирующий сигнал на выходе регулятора 8 уменьшается на величину, компенсирующую увеличение частоты вращения электродвигателя от раэмагничивающего действия поля реакции коммутационных токовКроме того, выходной сигнал блока 5 можно подавать встречно с задающим сигналом на вход регулятора 8 частоты вращения, В этом случае выход блока 5 к входу блока 4 сравне" ния не подключается.Если предусмотрен режим ослабления поля электродвигателя вручную, то параметры Функционального преобразователя 5 могут соответствующим образом корректироваться, например изменяться характеристика его нелинейности (корректировка не показана)Если технологически и схемно предусмотрена стоянка электродвигателя 1 под током, то для исключения привносимой в этом режиме из-за действия функционального преобразователя погрешности предусмотрено реле нап" ряжения, установка срабатывания которого на втягивание и включение источника питания функционального преобразователя 5 определяется по величине напряжения на электродвигателе, превосходящей в режиме стоянки падениянайряжения в якорной цепи при максимальном токе стоянки.Таким образом, путем компенсации действия реакции коммутационных токов изобретение позволяет повысить точность определения частоты вращения электродвигателей.10,Формула изобретения Устройство для определения частоты вращения электродвигателя постоянного тока, содержащее датчик напряже ния и датчик тока, выходы которых подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам блока сравнения, а также блок компенса-,ции действия реакции коммутационныхтоков, вход которого подключен кдатчику тока якоря, а выход - к суммирующему входу блока сравнения,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности, в неговведено реле напряжения, а блок компенсации действия реакции коммутационных токов выполнен в виде функционального преобразователя, характеристика которого обратна кривой намагничивания электродвигателя взоне действия коммутационных токов,при этом катушка реле напряженияподключена к выводам якорной обмотки электродвигателя, а его замыкающий контакт включен в цепь питанияфункционального преобразователя.1377997 Фиг, д орректор В.Бутяг Редактор М,Банд хред Л.Сердюков Заказ 887/5 В 113 эводственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул.Проектная,4. Тираж 583НИИПИ Государственногпо делам изобретений, Москва, Ж, Раув комитета СССРи открытийкая наб., д.