Способ контроля угловых качаний ротора синхронного электродвигателя и устройство для его осуществления

ОП ИСАКИИИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 917084 Союз Сов етсиикСоциалистическихРеспублик 61) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено 053680 (21) 2933813/2 1- О 7 с присоединениеетзаявки;%(5)М. 3 Ъеударетееииый кемите СССР ие делам изебретеиий и открытий(53) УДКб 2 503. .53 (088. 8) Московский электр вод Г 3 ф(5 Й) СПОСОБ КОНТРОЛЯ УГЛОВЫХ КАЧАНИЙ РОТОРА СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к измери" тельной технике и может быть использовано для контроля и автоматической регистрации мгновенных малых угловых качаний роторов синхронных микро- электродвигателей, применяемь 1 х в прецизионных электроприводах при их . испытаниях в условияХ .массового или серийного выпуска,Известен способ контроля угловых10 качаний, при котором формируют временную последовательность импульсов от датчика положения ротора и иамеряют изменение углового полоктения указанной последовательности относитель но опорной последовательности импульсов той.же частоты с помощью регистрирующих приборов 1 1.Недостаток известного способа состоит в том, что требуется индивидуальная настройка применителььэ к каждому испытуемому двигателю, что усложняет организацию работ в условиях массового производства. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ контроля угловых качаний ротора синхронного электродвигателя, при котором формируют временную последовательность контролируемых импульсов, определяемую мгновенной частотой вращения ротора с временной девиацией, соответствующей закону уг" ловых качаний ротора, сравнивают с эталонной временной последовательностью импульсов и выделяют разность фаз между импульсами указанных после" довательностей, колебания которой пропорциональны мгновенным значениям угловых качаний ротора. После преобразования разности фаз в аналог-напряжение с помощью электронного осциллографа или другого быстродействующего устройства судят о величине угловых качаний вращающегося ротора.Известный способ контроля угловых качаний ротора осуществляют устрой", ством, содержащим соединенные после84 3 9170довательно эталонный генератор, де"литель частоты, усилитель. мощности,испытуемый электродвигатель с импульсным. датчиком скорости вращенияротора, установленным на .его валуи подключенным ко входу формирователя контролируемых импульсов, выходкоторого соединен с первым входоМблока фазового измерения и блок регистрации 21,10К недостаткам известного способаи устройства следует отнести сложность процесса контроля и регистрации мгновенных углов качания, невысокую надежность измерения, сложность.15конструкции датчика скорости, тре, бующего для повышения чувствительностибольшого количества. информационныхметок (отверстий или зубцов и впадин) и высокой точности нанесенияэтих меток на модулирующем диске, применения корректирующих угловую погрешность нанесения меток фильтров,могущих внести динамическую ошибкув процесс измерения. Преобразованиеугловых качаний в аналог-напряжениетакже приводит к потере точности из" .мерения, а необходимость использования в качестве регистрирующего прибора электронного осциллографа, помимоснижения надежности и точности считывания достоверных показаний при мас.совом контроле, повышает трудоемкостьи усложняет задачу автоматизации этойоперации. Цель изобретения - упрощение процесса контроля, повьаение точности контроля и регистрации мгновенных углов качания ротора, повьаение надежности измерения, получение возмож- фф ности автоматизировать. процесс регистрации результатов измерения, что особенно важно в,условиях массового контроля.Поставленная цель достигается тем,45 что импульсы эталонной временной последовательности формируют заданной длительности, соответствующей в масштабе времени допустимому углу качания ротора, кратковременным измене нием частоты следования эталонных импульсов добиваются совпадения их во времени с последовательностью контролируемых импульсов и регистрируют каждое несовпадение во времени 55 упомянутых последовательностей импульсов с одновременной автоподстройкой их фазы. 4 Предлагаемый способ осуществляетсяустройством, в которое введена цепочка из последовательно соединенныхпервого вспомогательного делителячастоты, коммутатора длительностиэталонных импульсов и формирователяэталонных импульсов, другая цепочкаиз последовательно соединенных блокадобавления и вычитания импульсов ивторого делителя частоты и формирователь сигналов управления автоподстройкой, а блок фазового измеренияснабжен дополнительным входом и тремя выходами, при этом входы первоговспомогательного делителя частоты иблока добавления. и вычитания импульсов подключенык выходам эталонногогенератора, выход Формирователя эталонных импульсов подключен к второму входу блока Фазового измерения,выход второго делителя частоты подключен к третьему входу блока Фазового измерения и второму входу Формирователя эталонных импульсов, а выходыблока Фазового измерения подключены к блоку регистрации и к входам Формирователя сигналов управления автоподстройкой, выходы которого подключены к входам блока добавления и вычитания импульсов. Кроме того, блок регистрации содержит блок световой индикации, цифровой счетчик и Формирователь импульсов индикации, установленный на входе блока регистрации, к выходам которого подключены блок световой индикации и цифровой счетчик импульсов,позволяющие осуществить индикациюсовпадения, опережения или отставания контролируемых импульсов относительно эталонных и автоматическуюрегистрацию .мгновенных угловых кацаний ротора испытуемого электродвигателя, превьаающих установленный допустимый угол. На чертеже представлена блок-схема устройства для контроля угловых качаний ротора синхронного электродвигателя,Устройство содержит последователь,но соединенные эталонный генератор 1 частоты, делитель 2 частоты, усилитель 3 мощности, соединенный выходами с обмотками синхронного двигателя ч На валу двигателя установлен импульсный датчик 5 скорости, выход которого через формирователь 6 контролируемых импульсов соединен с блоТаким образом, происходит поцикловое отслеживание местоположения контрольных импульсов и каждая последующая оценка синфазности контрольного и опорного импульсов производится по результатам предыдущей оценки.,5 91708ком 7 Фазового измерения, Последовательная цепь из последовательно соединенных первого вспомогательногоделителя 8 частоты, коммутатора 9длительности эталонных импульсов,формирователя 10 эталонных импульсов,выход которого соединен со вторымвходом блока 7 фазового измерения.Другая последовательная цепь состоитиз блока 11 добавления и вычитания 1 оимпульсов и второго делителя 12 частоты, выход которого .соединен с формирователем 10 и с третьим входомблока 7. 4 о рмирователь 13 сигналов.управления автоподстройкой соединен 15выходами с блоком 11, а входами -с блоком 7 и формирователем 11 импульсов индикации, выходы которогоподключены к блоку световой индикации и цифровому счетчику импульсов.Способ контроля угловых качанийреализуется в предлагаемом устройстве следующим образом.Электродвигательполучает питание от усилителя 3, синхронизированного от задающего эталонного гене.ратора 1 через делитель 2 частоты,Задающий генератор генерирует тактовую частоту, величина которой определяет дискретность автоподстройкии точность регистрации угла качания,С датчика 5 Формирователя 6 контрольных импульсов на первый вход блока7 Фазового измерения подаются импульсы контрольной последовательности, частота которых пропорциональначастоте вращения ротора электродвигателя, а временная девиация соответствует закону угловых качаний ротора.на второй вход блока 7 с выхода за Одающего генератора 1 через делитель8 частоты, коммутатор 9 длительностиопорных импульсов и формирователь 10опорных импульсов подается эталоннаяпоследовательность опорных импульсов,45длительность которых устанавливаетсякоммутатором 9 и соответствует вмасштабе времени величине допустимогр угла качания. На третий вход блока 8 с выхода генератора 1 черезблок 11 добавления и вычитания импульсов и второй делитель 12 частоты подается последовательность прямоугольных импульсов (меандр), частота следования которых равна средней часто 55те контрольных импульсов и мгновенной частоте опорных импульсовЭтапоследовательность служит для определения местоположения контрольных имЦ 6пульсов по отношению к опорным (отстают или опережают), Одновременно эта последовательность подается на второй вход Формирователя 10 импульсов для осуществления жесткой привязки фронтов меандра и опорных импульсов.В предлагаемом устройстве применяется трехпозиционная система регули-. рования с воздействием на частоту путем добавления или вычитания импульсов, поступающих от задающего генератора 1, в устройстве добавления и вычитания импульсов. При поступлении на вход блока 7 контрольных импульсов производится оценка их синфазности с опорными импульсами, поступающими на другой вход селектора импульсов и на его выходах выделяются импульсы опережающие, отстающие или совпадающие с опорными импульсами. Эти импульсы подаются на три соответствующих входа Формирователя 13 сигналов управления авто- подстройкой. При поступлении на вход формирователя 13 импульса, опережающего опорный, на его выходе формируется импульсный сигнал "Добавление", и на время действия этой команды частота задающего генератора увеличивается в блоке 11 добавления и вычитания импульсов, в результате чего происходит перемещение во времени опорного импульса на величину действия команды "Добавление" и интервал опережения ликвидируется.При поступлении на вход формирователя 13 импульса, отстающего от опорно;го, на его другом выходе формируется импульсный сигнал "Вычитание", и на время действия этой командыимпульсы от задающего генератора не поступают, запрещаются в блоке 11 и происходит обратное перемещение опорного импуль" са на временной оси на величину времени действия команды "Вычитание". При поступлении на вход формирователя 13 импульса, совпадающего с опорным, сигналы управления на его выходах не формируются и через блок 11 частота задающего генератора проходит без изменения.9170 Предлагаемый способ и устройство упрощают операцию контроля, обеспечивают высокую точность и надежность измерения и регистрации результатов, полностью исключают возможность выпуска продукции с отступлением от допустимых норм. При необходимости, процесс контроля можно полностью автоматизировать, используя для этой цели дополнительно цифропечатающее35 устройство. формула изобретения 1, Способ контроля угловых качаний ротора синхронного электродвигателя, при котором формируют временную последовательность контролируемых имД 5 пульсов, определяемую мгновеннои Частотой вращения ротора с временной девиацией, соответствующей закону угловых качаний ротора, сравнивают с эталонной временной последовательностью импульсов и выделяют раз 50 ность фаз между импульсами указанных последовательностей, пропорциональную мгновенным значениям угловых качаний ротора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса контроля и повышения точности, импульсы эталонной временной последовательности формируют заданной дли 7Одновременно с выходов блока 7 импульсы опережения, отставания илисовпадения подаются на три входа формирователя 14 импульсов индикации, в котором соответственно формируются 5 информационные сигналы опережения, отставания или совпадения, поступаю. щие на три светоизлучающих диода блока 15 световой индикации и цифровой счетчик 16 импульсов, при этом совпадение во времени контрольногои опорного импульсов индицируется светодиодом "Годен", а их несовпадение (опережение или отставание) двумя светодиодами "Брак". Счетчик 16 импульсов регистрирует все импульсы несовпадения на установленный интервал времени.Таким образом, осуществляется регистрацИя мгновенных значений углов 20 качания за один оборот ротора, как превышающих, так и не превышающих установленное допустимое значение, определяемое длительностью опорного импульса.25 тельности, соответствующей в масштабевремени допустимому углу качания ротора, кратковременным изменениемчастоты следования эталонных импульсов добиваются совпадения их во .времени с последовательностью контроли- .руемых импульсов и автоматическирегистрируют каждое несовпадение вовремени упОмянутых последовательностей импульсов с одновременной автоподстройкой их фазы.12.Устройстводля осуществления спо,соба контроля угловых качаний роторасинхронного электродвигателя, содержащее соединенные последовательно эталонный генератор, делитель частоты, усилитель мощности, импульсный датчикскорости вращения ротора синхронногоэлектродвигателя, подключенный к входу формирователя контролируемыхимпульсов, выход которого соединен спервым входом блока фазового измерения, и блок регистрации, о т л и -ч а ю щ е е .с я тем, что, с цельюупрощения процесса контроля и повышения точности, в него введены цепочка из последовательно соединенныхпервого вспомогательного делителячастоты, коммутатора длительностиэталонных импульсов и формирователяэталонных импульсов, другая цепочкаиз последовательно соединенныхблока добавления и вычитания импульсов и второго делителя частоты, формирователь сигналов управления автоподстройкой, а блок фазового измерения снабжен дополнительным входом итремя выходами, при этом входы первого вспомогательного делителя частоты. и блока добавления и вычитанияимпульсов подключены к выходамэталонного генератора, выход формирователя эталонных импульсов подключенк второму входу блока фазового измерения, выход второго делителя частоты подключен к третьему входу блокафазового измерения и второму входуформирователя эталонных импульсов,а выходы блока .фазового измеренияподключены к блоку регистрации и квходам формирователя сигналов управления автоподстройкой, выходы которого подключены к входам блока добавления и вычитания импульсов,3. Устройство для осуществления способа по п,2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок регистрации содер91708 М сов оставитель В.Та ехред И. Рейвес едактор Н.Гришан ректор С.Ш 83 П ного. комитета СССР ний и открытий шская наб., д. М 5 аз 187 исно род, ул, Проектна Яжит блок световой индикации, цифровой счетчик и формирователь импуль" , сов индикации, установленный на входе блока. регистрации, к выходам которогб подключены блок световой инди-5 нации и цифровой счетчик импульсов. в В 9/61 Тираж ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Иосква, Ж, Ралиал ППП "Патент", г 10Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, ТрудыЛенинградского институтаточной механики и оптики. 197 М,вып. 78, с. 60-692. Авторское свидетельство СССРУ 17818 М, кл. О 01 Р 3/Й 8 1966.