RU2058658C1 - Device for measuring and recording load angle of synchronous machines - Google Patents

Device for measuring and recording load angle of synchronous machines Download PDF

Info

Publication number
RU2058658C1
RU2058658C1 RU92014497A RU92014497A RU2058658C1 RU 2058658 C1 RU2058658 C1 RU 2058658C1 RU 92014497 A RU92014497 A RU 92014497A RU 92014497 A RU92014497 A RU 92014497A RU 2058658 C1 RU2058658 C1 RU 2058658C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
counter
sensor
phase meter
Prior art date
Application number
RU92014497A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU92014497A (en
Inventor
Евгений Викторович Ежов
Николай Федорович Котеленец
Сергей Николаевич Сиренко
Виктор Дмитриевич Черный
Original Assignee
Евгений Викторович Ежов
Николай Федорович Котеленец
Сергей Николаевич Сиренко
Виктор Дмитриевич Черный
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Викторович Ежов, Николай Федорович Котеленец, Сергей Николаевич Сиренко, Виктор Дмитриевич Черный filed Critical Евгений Викторович Ежов
Priority to RU92014497A priority Critical patent/RU2058658C1/en
Publication of RU92014497A publication Critical patent/RU92014497A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2058658C1 publication Critical patent/RU2058658C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: device has rotor position sensor, machine-field fundamental component sensor, and phase meter with recording instrument. Novelty in device is that rotor position sensor is contactless sensor joined with shaft extension and that fundamental component sensor is rectifier; outputs of both sensors are connected to inputs of two signal normalizing units whose outputs are connected to inputs of flip-flop; signal normalizing unit of angular position sensor is connected to flip-flop setting input and output of signal normalizing unit of rectifier, to flip-flop reset input; rectifier uses reactance-free circuit arrangement with optoelectronic isolation; output of signal normalizing unit of rotor position sensor is connected to input of flip-flop through signal controlled delay unit; digital phase meter is provided with reversing counter, RS flip-flop, and three 2AND gates; it employs variable-frequency oscillator. EFFECT: enlarged functional capabilities. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в электромашиностроении при испытаниях синхронных машин, в электроприводе и электроэнергетике для схем автоматического регулирования и управления этими машинами. The invention relates to measuring equipment and can be used in electrical engineering for testing synchronous machines, in electric drives and electric power for automatic control circuits and control of these machines.

Известно устройство для измерения и регистрации угла нагрузки синхронных машин, содержащее закрепленный на валу машины диск с равным числом чередующихся электропроводящих и изоляционных сегментов, причем электропроводящие сегменты соединены между собой электрическими перемычками, а их число равно числу пар полюсов синхронной машины, к диску от зажимов машины через две щетки, диод и токоограничивающий резистор подводится переменное напряжение, а к резистору подключен регистрирующий прибор вольтметр [1]
Недостатки этого устройства заключаются в необходимости установки на валу машины специального диска, наличии скользящего контакта и существенной нелинейности шкалы регистрирующего прибора, что приводит к снижению надежности устройства и точности измерений. Принцип работы устройства не позволяет определить режим работы машины и использовать одно и то же устройство для машин разной полюсности.A device is known for measuring and recording the load angle of synchronous machines, comprising a disk mounted on the machine shaft with an equal number of alternating electrically conductive and insulating segments, the electrically conductive segments being interconnected by electric jumpers, and their number is equal to the number of pole pairs of the synchronous machine, to the disk from the machine clamps through two brushes, a diode and a current-limiting resistor, an alternating voltage is supplied, and a voltmeter is registered to the resistor [1]
The disadvantages of this device are the need to install a special disk on the machine shaft, the presence of a sliding contact and significant non-linearity of the scale of the recording device, which leads to a decrease in the reliability of the device and the accuracy of measurements. The principle of operation of the device does not allow to determine the operating mode of the machine and use the same device for machines of different poles.

Прототипом может служить устройство для измерения и регистрации угла нагрузки синхронной машины, содержащее датчик положения ротора в виде рамки прямоугольной формы, датчик основной гармонической составляющей поля машины в виде рамки синусоидальной формы, причем оба датчика имеют совпадающие плоскости и помещены в воздушном зазоре машины, выводы датчика положения ротора соединены с опорным входом, а выводы датчика поля с измерительным входом фазометра, выход которого подключен к регистрирующему прибору [2]
Недостатками этого устройства, как и предыдущего, являются необходимость установки дополнительных элементов (двух рамок-датчиков) в воздушном зазоре машины, что не всегда возможно по конструктивным соображениям и требует разборки машины, невысокая точность измерения угла нагрузки, поскольку сигнал с датчика поля "засорен" зубцовыми гармоническими, невозможность использования одних и тех же датчиков для машин равного габарита одной полюсности и машин разной полюсности, поскольку число полюсов машины и диаметр воздушного зазора определяют размеры рамок-датчиков.A prototype can be a device for measuring and recording the load angle of a synchronous machine, containing a rotor position sensor in the form of a rectangular frame, a sensor of the main harmonic component of the machine field in the form of a sinusoidal frame, both sensors having the same plane and placed in the air gap of the machine, sensor leads the position of the rotor is connected to the reference input, and the conclusions of the field sensor with the measuring input of the phase meter, the output of which is connected to the recording device [2]
The disadvantages of this device, as well as the previous one, are the need to install additional elements (two sensor frames) in the air gap of the machine, which is not always possible for structural reasons and requires disassembly of the machine, low accuracy of measuring the load angle, since the signal from the field sensor is "clogged" harmonic, the inability to use the same sensors for machines of the same size of one pole and machines of different poles, since the number of poles of the machine and the diameter of the air gap is determined They determine the size of the sensor frames.

Цель изобретения расширение области применения устройства, обеспечение его работы с синхронными машинами различной конструкции, мощности, габаритов и полюсности, повышение точности измерения угла нагрузки, простота настройки устройства, а также индикация режима работы машины и возможность применения устройства для машин с различной частотой питания. The purpose of the invention is the expansion of the scope of the device, ensuring its operation with synchronous machines of various designs, capacities, dimensions and polarities, improving the accuracy of measuring the load angle, ease of setting up the device, as well as indicating the operating mode of the machine and the possibility of using the device for machines with different power frequencies.

Цель достигается тем, что в устройстве для измерения и регистрации угла нагрузки синхронной машины, содержащем датчик положения ротора, датчик основной гармонической составляющей поля машины и фазометр с регистрирующим прибором, согласно изобретению в качестве датчика положения ротора используется бесконтактный датчик, сопряженный с концом вала, в качестве датчика основной гармонической поля двухполуперидный выпрямитель, вход которого соединен с зажимами обмотки якоря синхронной машины, выход бесконтактного датчика и выход выпрямителя соединены каждый с входами двух блоков преобразования сигналов, с выходом блока преобразования сигнала датчика положения ротора в цифровом фазометре соединен вход установки триггера, а вход сброса этого триггера соединен с выходом блока преобразования сигнала выпрямителя, блок преобразования сигнала выпрямителя выполнен по безреактивной схеме с оптоэлектронной развязкой, в цифровой фазометр введены реверсивный счетчик, RS-триггер и три элемента 2И, входы первого элемента 2И соединены с выходами разряда десятков реверсивного счетчика, а выход с входом установки RS-триггера, инверсный выход RS-триггера соединен с одним из входов второго элемента 2И, а прямой выход с одним из входов третьего элемента 2И, на вторые входы второго и третьего элементов 2И подается сигнал тактовой частоты, выход второго элемента 2И соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, а выход третьего элемента 2И с вычитающим входом реверсивного счетчика, входы сброса RS-триггера и реверсивного счетчика соединены с выходом блока преобразования сигнала датчика положения ротора, в цифровом фазометре применен перестраиваемый генератор с регулируемой частотой. The goal is achieved by the fact that in the device for measuring and recording the load angle of a synchronous machine containing a rotor position sensor, a sensor of the main harmonic component of the machine field and a phase meter with a recording device, according to the invention, a non-contact sensor coupled to the shaft end is used as a rotor position sensor, in as a sensor of the main harmonic field, a half-wave rectifier, the input of which is connected to the clamps of the armature winding of the synchronous machine, the output of the proximity sensor and the output straight Each one is connected to the inputs of two signal conversion units, the trigger installation input is connected to the output of the rotor position sensor signal conversion unit in the digital phase meter, and the reset input of this trigger is connected to the output of the rectifier signal conversion unit, the rectifier signal conversion unit is made according to a non-reactive circuit with optoelectronic isolation , a digital counter, a RS-flip-flop, and three 2I elements are introduced into the digital phase meter, the inputs of the first 2I element are connected to the discharge outputs of tens of reversible counters Ika, and the output with the input of the installation of the RS-trigger, the inverse output of the RS-trigger is connected to one of the inputs of the second element 2I, and the direct output is one of the inputs of the third element 2I, the second inputs of the second and third elements 2I receive a clock signal, output the second element 2I is connected to the summing input of the reversing counter, and the output of the third element 2I is subtracting the input of the reversing counter, reset inputs of the RS-flip-flop and the reversing counter are connected to the output of the signal conversion unit of the rotor position sensor, in the digital phase tre applied tunable oscillator with adjustable frequency.

В источниках информации не обнаружены указанные отличительны признаки, следовательно, предложенное устройство отвечает критерию существенных отличий. These sources of information are not found indicated distinctive features, therefore, the proposed device meets the criterion of significant differences.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства для измерения угла нагрузки; на фиг.2 временные диаграммы, определяющие работу этого устройства; на фиг. 3 временная диаграмма работы блока управляемой задержки сигнала и схема его включения; на фиг.4 схема формирователя знака угла нагрузки и схема включения формирователя знака угла нагрузки в цифровом фазометре. Figure 1 shows a structural diagram of a device for measuring the angle of the load; figure 2 timing diagrams that determine the operation of this device; in FIG. 3 is a timing diagram of the operation of the controlled signal delay unit and its switching circuit; figure 4 diagram of the driver of the sign of the load angle and the switching circuit of the driver of the sign of the load angle in the digital phase meter.

Как известно, углом нагрузки θ синхронной машины (СМ) называется угол между вектором ЭДС фазы в режиме ХХ и вектором напряжения этой же фазы. Вектор ЭДС ХХ совпадает с положением поперечной оси ротора (индуктора) СМ. Угол нагрузки θ считается положительным, если вектор ЭДС опережает вектор напряжения ( 0o < θ <180о генераторный режим работы СМ), или отрицательным, если вектор ЭДС отстает от вектора напряжения (-180о<θ<0о двигательный режим работы СМ, что соответствует также значениям угла 180о < θ< <360о). Устойчивой работе соответствуют значения угла нагрузки 0о.+90о в генераторном режиме и 0о.-90о в двигательном режиме.As is known, the load angle θ of a synchronous machine (SM) is the angle between the phase emf vector in the XX mode and the voltage vector of the same phase. The EMF vector XX coincides with the position of the transverse axis of the SM rotor (inductor). Load angle θ is positive if the vector EMF voltage is ahead of the vector (0 o <θ <180 ° regenerative CM operating mode), or negative if the vector of the EMF vector lags the voltage (about -180 <θ <0 ° motor mode SM which also corresponds to an angle of 180 ° <θ <<360 ° ). Stable work load angle values correspond to 0 °. + 90 in generator mode and 0 °.-90 in motor mode.

Устройство предназначено для измерения угла нагрузки θ в устойчивом режиме работы СМ и работает следующим образом (фиг.1). Бесконтактный датчик 1 положения ротора формирует один сигнал за каждый полный поворот ротора в тот момент, когда значение ЭДС фазы равно нулю (фиг.2а, б). Такой датчик может быть выполнен, например, с использованием фотоэлектрического, индукционного, емкостного или других принципов формирования сигнала. На валу СМ размещается подвижный элемент датчика, являющийся конструктивной принадлежностью вала (например, шпонка, которая может служить магнитным шунтом и т.д.), а на неподвижной части конструкции остальные узлы датчика (один излучатель и фотоприемник или катушка индуктивности и пр.). Блок 2 преобразования сигнала положения ротора формирует из аналогового периодического сигнала датчика стандартные по амплитуде и длительности электрические импульсы (фиг.2б), поступающие на первый вход цифрового фазометра. The device is designed to measure the angle of the load θ in a stable mode of operation of the SM and works as follows (figure 1). The proximity sensor 1 of the rotor position generates one signal for each complete rotation of the rotor at the moment when the phase EMF value is zero (figa, b). Such a sensor can be performed, for example, using photoelectric, induction, capacitive, or other principles of signal formation. A moving sensor element is placed on the SM shaft, which is a structural component of the shaft (for example, a key, which can serve as a magnetic shunt, etc.), and on the fixed part of the structure, the remaining sensor nodes (one emitter and photodetector or inductor, etc.). Block 2 converting the signal of the position of the rotor generates from the analog periodic signal of the sensor standard in amplitude and duration of electrical pulses (figb), received at the first input of a digital phase meter.

Положение вектора напряжения фазы определяется датчиком 3 основной гармонической составляющей поля машины, который выполнен в виде двухполупериодного выпрямителя. Блок 4 преобразования сигнала основной гармонической составляющей при нулевом напряжении на выходе двухполупериодного выпрямителя формирует стандартные по амплитуде и длительности электрические импульсы (фиг.2в,г), которые поступают на второй вход цифрового фазометра. The position of the phase voltage vector is determined by the sensor 3 of the main harmonic component of the field of the machine, which is made in the form of a half-wave rectifier. Block 4 of the signal transformation of the main harmonic component at zero voltage at the output of a half-wave rectifier generates standard in amplitude and duration electric pulses (pigv, g), which are fed to the second input of the digital phase meter.

Цифровой фазометр, включающий в себя триггер 5, генератор 6 счетных импульсов и счетчик 7, измеряет длительность временного интервала между моментами прихода сигналов из блоков 2 и 4 преобразования, которая однозначно соответствует углу нагрузки θ. Индикатор 8 отображает значение и знак этого угла. A digital phase meter including a trigger 5, a counter 6 pulse generator and a counter 7 measures the duration of the time interval between the moments of arrival of signals from the conversion units 2 and 4, which uniquely corresponds to the load angle θ. Indicator 8 displays the value and sign of this angle.

При подаче на вход установки триггера 5 цифрового фазометра (начало измерительного интервала) сигнала о положении ротора СМ (фиг.2а,б), а на вход сброса триггера 5 цифрового фазометра сигнала о положении вектора напряжения фазы (окончание измерительного интервала, фиг.2в,г,е,ж) длительность измерительного интервала прямо пропорциональна углу нагрузки θ при работе СМ в генераторном режиме для машин с любым числом пар полюсов, поскольку измерительный интервал в цифровом фазометре (фиг.2д) формируется однократно на каждом полном повороте ротора, начинаясь по сигналу с датчика положения ротора (импульсы I, II, III на фиг.2б) и оканчиваясь по первому пришедшему вслед за ним сигналу от датчика основной гармонической составляющей поля машины (импульсы I, III, V на фиг.2г). Другие (четные) сигналы с датчика основной гармонической составляющей поля (импульсы II, IV на фиг.2г) не влияют на работу устройства, так как триггер цифрового фазометра уже сброшен предшествующим нечетным импульсом. When applying to the installation input of the trigger 5 of the digital phase meter (beginning of the measuring interval) a signal about the position of the SM rotor (Fig. 2a, b), and to the reset input of the trigger 5 of the digital phase meter, the signal about the position of the phase voltage vector (end of the measuring interval, Fig. 2c, d, f, g) the duration of the measurement interval is directly proportional to the load angle θ when the SM is in the generator mode for machines with any number of pole pairs, since the measurement interval in the digital phase meter (Fig.2d) is formed once at each complete rotation of the rotor Starting on a signal from the rotor position sensor (pulses I, II, III on Figure 2b) and terminating at the earliest arriving followed by a signal from the sensor main machine harmonic component field (pulses I, III, V on fig.2g). Other (even) signals from the sensor of the main harmonic component of the field (pulses II, IV in FIG. 2d) do not affect the operation of the device, since the trigger of the digital phase meter has already been reset by the previous odd pulse.

Временная диаграмма, приведенная на фиг.2, соответствует двухполюсной машине (2p 2). В случае четырехполюсной машины (2p 4) бесконтактный датчик 1 положения ротора формирует один сигнал и, следовательно, один измерительный интервал цифрового фазометра на два периода изменения положения вектора ЭДС (нечетные импульсы на фиг. 2б), а канал датчика 3 основной гармонической составляющей поля формирует за один полный оборот ротора четыре импульса (импульсы I, II, III, IV на фиг.2г), из которых в работе устройства используется лишь импульс I, сбрасывающий триггер 5 цифрового фазометра, а импульсы II, III и IV не используются, так как триггер 5 цифрового фазометра уже сброшен импульсом I. Работа устройства с машинами большей полюсности (2p 6, 8 и т.д.) аналогична. The timing diagram shown in FIG. 2 corresponds to a bipolar machine (2p 2). In the case of a four-pole machine (2p 4), the non-contact rotor position sensor 1 generates one signal and, therefore, one measuring interval of the digital phase meter for two periods of change in the position of the EMF vector (odd pulses in Fig. 2b), and the channel of the sensor 3 of the main harmonic field component forms for one full revolution of the rotor, four pulses (pulses I, II, III, IV in Fig. 2d), of which only pulse I is used in the device operation, resetting the trigger 5 of the digital phase meter, and pulses II, III and IV are not used, since 5 digit trigger the phase meter is already reset by pulse I. The operation of the device with machines with a larger pole (2p 6, 8, etc.) is similar.

При выбранном способа подачи сигналов от датчиков 1, 3 на входы цифрового фазометра в случае устойчивого двигательного режима работы СМ длительность измерительного интервала соответствует углу θизм, значение которого находится в пределах 90о.180о (фиг.2е,ж,з). Переход к общепринятому представлению значения угла нагрузки с учетом знака при выбранном способе подачи сигналов на входы цифрового фазометра происходит по следующим соотношениям:
θ

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
(1)
Если изменить порядок соединения датчиков 1, 3 с входами триггера 5 цифрового фазометра, т. е. на вход установки подать сигнал с датчика 3 основной гармонической составляющей поля машины, а на вход сбро- са сигнал с датчика 1 положения ротора, то в случае двухполюсной машины (2p 2) работоспособность устройства сохраняется, но вычисление угла нагрузки θ подчиняется следующему правилу:
θ
Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
(2)
При данном варианте подключения датчиков 1, 3 к входам цифрового фазометра вид выражений (2), позволяющих вычислить значение угла нагрузки, зависит от полюсности СМ. По этой причине для обеспечения универсальности предлагаемого устройства сигнал с датчика 1 положения ротора поступает на вход установки триггера 5 цифрового фазометра, а сигнал с датчика 3 основной гармонической составляющей поля машины подается на вход сброса триггера 5 цифрового фазометра, что обеспечивает работу устройства с машинами различной полюсности как в генераторном, так и в двигательном режимах их работы при использовании соотношений (1).With the selected method of supplying signals from sensors 1, 3 to the inputs of the digital phase meter in the case of a stable motor mode of operation of the CM, the duration of the measuring interval corresponds to an angle θ ism , the value of which is within 90 o. 180 o (Fig.2e, g, h). The transition to the generally accepted representation of the value of the load angle, taking into account the sign with the selected method of supplying signals to the inputs of the digital phase meter, takes place according to the following relationships:
θ
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
(one)
If you change the connection order of the sensors 1, 3 with the inputs of the trigger 5 of the digital phase meter, i.e., send the signal from the sensor 3 of the main harmonic component of the machine field to the installation input, and the signal from the sensor 1 of the rotor position to the reset input, then in the case of a two-pole machine (2p 2) the operability of the device is maintained, but the calculation of the load angle θ obeys the following rule:
θ
Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
(2)
With this option of connecting sensors 1, 3 to the inputs of the digital phase meter, the form of expressions (2), allowing to calculate the value of the load angle, depends on the polarity of the SM. For this reason, to ensure the versatility of the proposed device, the signal from the sensor 1 of the rotor position is fed to the input of the trigger 5 of the digital phase meter, and the signal from the sensor 3 of the main harmonic component of the machine field is fed to the reset input of the trigger 5 of the digital phase meter, which ensures the operation of the device with machines of different poles both in the generator and in the motor modes of their operation using relations (1).

Сигнал основной гармонической составляющей поля СМ поступает на вход цифрового фазометра через датчик, выполненный в виде двухполупериодного выпрямителя, и блок преобразования, обеспечивающий, помимо прочего, гальваническую развязку силовых цепей и измерительной схемы. Для повышения точности измерений путем предотвращения фазовых сдвигов, вносимых в тракт сигнала основной гармонической составляющей поля в случае использования в качестве гальванической развязки измерительного трансформатора, данный узел выполнен на основе быстродействующего фотодиодного оптрона с напряжением изоляции, соответствующим напряжению СМ. The signal of the main harmonic component of the SM field is fed to the input of the digital phase meter through a sensor made in the form of a half-wave rectifier and a conversion unit, which provides, among other things, galvanic isolation of the power circuits and the measuring circuit. To increase the accuracy of measurements by preventing phase shifts introduced into the signal path of the main harmonic component of the field when using a measuring transformer as a galvanic isolation, this unit is made on the basis of a high-speed photodiode optocoupler with an insulation voltage corresponding to the SM voltage.

Для точной работы устройства необходимо обеспечить правильное пространственное положение неподвижных элементов бесконтактного датчика положения ротора относительно корпуса СМ, достигаемое в процессе механической юстировки. Юстировка проводится при работе машины в режиме ХХ, когда вектор ЭДС и вектор основной гармонической составляющей поля совпадают ( θнагр 0о). Для упрощения настройки путем исключения необходимости механического перемещения бесконтактного датчика относительно оси фазы обмотки якоря СМ сигнал с этого датчика поступает на вход цифрового фазометра через блок управляемой задержки сигнала, выполненный на основе одновибратора. При этом датчик устанавливается произвольно, а сама процедура юстировки сводится к получению отсчета θ изм 0о в режиме ХХ путем подстройки длительности импульса одновибратора в цепи задержки сигнала датчика положения ротора (фиг.3).For accurate operation of the device, it is necessary to ensure the correct spatial position of the fixed elements of the non-contact rotor position sensor relative to the SM housing, achieved during the mechanical alignment. Adjustment is carried out when the machine is operating in XX mode, when the EMF vector and the vector of the main harmonic component of the field coincide (θ load 0 о ). To simplify the adjustment by eliminating the need for mechanical movement of the proximity sensor relative to the axis of the SM armature winding phase, the signal from this sensor is fed to the input of the digital phase meter through a controlled signal delay unit based on a single vibrator. In this case, the sensor is installed arbitrarily, and the adjustment procedure itself is reduced to obtaining a reference θ ISM 0 about in the XX mode by adjusting the pulse duration of the single vibrator in the delay circuit of the signal of the rotor position sensor (Fig. 3).

Для представления измеренного значения угла нагрузки θ в общепринятом виде (0о.+90о для устойчивого генераторного и 0о.-90о для устойчивого двигательного режима СМ) в цифровой фазометр введен блок формирования знака и значения угла нагрузки в соответствии с выражениями (1), включающий в себя RS-триггер и реверсивный счетчик с необходимыми элементами управления их работой (фиг.4).To represent the measured values of load angle θ in the conventional form of (0 o. + 90 sustainable generator and 0 °.-90 for stable motor operation CN) in a digital phase meter introduced generating unit sign and value of the load angle in accordance with expressions (1 ), which includes an RS-trigger and a reversible counter with the necessary controls for their operation (figure 4).

Блок формирования знака работает следующим образом. RS-триггер сбрасывается общим сигналом "Сброс" устройства, при этом устанавливается состояние выходов триггера

Figure 00000012
1 и Q 0, индикатор знака выключен, что соответствует положительным значениям угла нагрузки, а счетные импульсы поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика цифрового фазометра через логический элемент 9 типа 2И. После снятия сигнала "Сброс" реверсивный счетчик работает в режиме суммирования и формирует положительные значения угла нагрузки 0о < θ< +90о. По достижении реверсивным счетчиком состояния "90" сигналы с выходов "8" и "1" разряда десятков реверсивного счетчика через логический элемент 10 типа 2И устанавливают RS-триггер (Q 1,
Figure 00000013
0), включается индикатор отрицательного знака угла нагрузки, а реверсивный счетчик переходит в режим вычитания, поскольку счетные импульсы поступают теперь на его вычитающий вход через логический элемент 11 типа 2И. При этом формируются отрицательные значения угла нагрузки в диапазоне -90о.0о в соответствии с выражениями (1).The sign formation unit operates as follows. The RS-trigger is reset by the general "Reset" signal of the device, and the status of the trigger outputs is set
Figure 00000012
1 and Q 0, the sign indicator is off, which corresponds to positive values of the load angle, and the counting pulses are fed to the summing input of the reversing counter of the digital phase meter through logic element 9 of type 2I. After removing the “Reset” signal, the reversible counter operates in the summation mode and generates positive values of the load angle 0 о <θ <+90 о . When the reversible counter reaches the “90” state, the signals from the outputs “8” and “1” of the discharge of tens of the reversible counter through the logic element 10 of type 2I establish an RS-trigger (Q 1,
Figure 00000013
0), the indicator of the negative sign of the load angle is turned on, and the reversible counter goes into the subtraction mode, since the counting pulses are now fed to its subtracting input through the logic element 11 of type 2I. In this case, negative values of the load angle are formed in the range of -90 о .0 о in accordance with expressions (1).

При различных номинальных частотах работы СМ равным значениям угла нагрузки соответствуют различные значения длительности измерительного интервала, формируемого в цифровом фазометре. Для обеспечения работоспособности регистрирующих узлов и индикатора предлагаемого измерителя угла нагрузки с синхронными машинами для различных номинальных частот питающего напряжения в устройстве используется перестраиваемый генератор, частота которого задается пропорциональной частоте питающего напряжения СМ. At different nominal frequencies of the SM operation, equal values of the load angle correspond to different values of the duration of the measuring interval formed in the digital phase meter. To ensure the operability of the recording nodes and the indicator of the proposed load angle meter with synchronous machines for various nominal frequencies of the supply voltage, a tunable generator is used in the device, the frequency of which is set proportional to the frequency of the supply voltage of the SM.

Предлагаемое устройство обеспечивает определение значения угла нагрузки при отклонениях рабочей частоты СМ от номинальной. Для этого в устройство введен режим работы "калибровка", при котором осуществляется настройка частоты внутреннего генератора цифрового фазометра в соответствии с текущей частотой питающего напряжения СМ. В режиме "калибровка" длительность измерительного интервала цифрового фазометра устанавливается равной периоду питающего напряжения СМ. The proposed device provides a determination of the value of the angle of the load when the deviation of the operating frequency of the SM from the nominal. For this, the “calibration” operating mode has been introduced into the device, in which the frequency of the internal oscillator of the digital phase meter is adjusted in accordance with the current frequency of the SM supply voltage. In the "calibration" mode, the duration of the measuring interval of the digital phase meter is set equal to the period of the supply voltage SM.

Claims (5)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ УГЛА НАГРУЗКИ СИНХРОННЫХ МАШИН, содержащее датчик положения ротора, датчик основной гармонической составляющей поля машины и фазометр с регистрирующим прибором, отличающееся тем, что в качестве датчика положения ротора использован бесконтактный датчик, сопряженный с выходным концом вала, в качестве датчика основной гармонической составляющей поля двухполупериодный выпрямитель, в качестве фазометра цифровой счетчик с управляющим триггером и генератором счетных импульсов, вход двухполупериодного выпрямителя соединен с зажимами обмотки якоря синхронной машины, выход бесконтактного датчика и выход выпрямителя соединены каждый с входами двух блоков преобразования сигналов, с выходом блока преобразования сигнала датчика положения ротора в цифровом фазометре соединены вход сброса счетчика и вход установки триггера, а вход сброса этого триггера соединен с выходом блока преобразования сигнала выпрямителя, выход триггера соединен с управляющим входом счетчика, выход генератора со счетным входом счетчика, к выходу счетчика в качестве регистрирующего прибора подключен цифровой индикатор. 1. DEVICE FOR MEASUREMENT AND REGISTRATION OF THE LOAD ANGLE OF SYNCHRONOUS MACHINES, comprising a rotor position sensor, a sensor of the main harmonic component of the machine field and a phase meter with a recording device, characterized in that a non-contact sensor coupled to the output end of the shaft is used as a rotor position sensor the sensor of the main harmonic component of the field is a half-wave rectifier; as a phase meter, a digital counter with a control trigger and a counter of pulse counters, a half-wave input of the rectifier connected to the terminals of the armature winding of the synchronous machine, the output of the proximity sensor and the output of the rectifier are each connected to the inputs of two signal conversion units, the counter reset input and the trigger installation input are connected to the output of the rotor position sensor signal conversion unit in the digital phase meter, and the trigger reset input connected to the output of the rectifier signal conversion unit, the trigger output is connected to the control input of the counter, the output of the generator with the counter input of the counter, to the output of the counter in quality A digital indicator is connected to the recorder. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок преобразования сигнала двухполупериодного выпрямителя выполнен по безреактивной схеме с оптоэлектронной развязкой. 2. The device according to claim 1, characterized in that the signal conversion unit of the half-wave rectifier is made according to a non-reactive circuit with optoelectronic isolation. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выход блока преобразования сигнала датчика положения ротора соединен с входом фазометра через блок управляемой задержки сигнала. 3. The device according to claim 1, characterized in that the output of the signal converting unit of the rotor position sensor is connected to the input of the phase meter through the controlled signal delay unit. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в цифровой фазометр введены реверсивный счетчик, RS-триггер и три элемента 2И, входы первого элемента 2И соединены с выходами разряда десятков реверсивного счетчика, а выход с входом установки RS-триггера, инверсный выход RS-триггера соединен с одним из входов второго элемента 2И, а прямой выход с одним из входов третьего элемента 2И, на вторые входы второго и третьего элементов 2И подается сигнал тактовой частоты, выход второго элемента 2И соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, а выход третьего элемента 2И с вычитающим входом реверсивного счетчика, входы сброса RS-триггера и реверсивного счетчика соединены с выходом блока преобразования сигнала датчика положения ротора. 4. The device according to claim 1, characterized in that the digital phase meter has a reversible counter, an RS trigger and three 2I elements, the inputs of the first 2I element are connected to the discharge outputs of dozens of a reversible counter, and an output with an RS trigger setting input, an inverse output The RS-trigger is connected to one of the inputs of the second element 2I, and the direct output is to one of the inputs of the third element 2I, a clock signal is supplied to the second inputs of the second and third elements 2I, the output of the second element 2I is connected to the summing input of the reverse counter, and the output is third 2I element with its subtraction input of down counter, a reset input RS-flip-flop and a down counter connected to the output conversion unit of the rotor position sensor. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в цифровом фазометре применен перестраиваемый генератор с регулируемой частотой. 5. The device according to claim 1, characterized in that a tunable generator with an adjustable frequency is used in the digital phase meter.
RU92014497A 1992-12-25 1992-12-25 Device for measuring and recording load angle of synchronous machines RU2058658C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92014497A RU2058658C1 (en) 1992-12-25 1992-12-25 Device for measuring and recording load angle of synchronous machines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92014497A RU2058658C1 (en) 1992-12-25 1992-12-25 Device for measuring and recording load angle of synchronous machines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU92014497A RU92014497A (en) 1995-02-20
RU2058658C1 true RU2058658C1 (en) 1996-04-20

Family

ID=20134291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU92014497A RU2058658C1 (en) 1992-12-25 1992-12-25 Device for measuring and recording load angle of synchronous machines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2058658C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20159368A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-17 A S En Ansaldo Sviluppo Energia S R L ELECTRIC MACHINE GROUP, ELECTRICITY GENERATION SYSTEM AND METHOD FOR CHECKING THE ELECTRIC MACHINE GROUP
CN106992635A (en) * 2015-12-17 2017-07-28 安萨尔多能源公司 The detection means of electric machine assembly and electric machine assembly

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Котеленец Н.Ф., Кузнецов Н.Л. Испытания и надежность электрических машин. М.: Высшая школа, 1988, с.43-44. 2. Авторское свидетельство СССР N 1397849, кл. G 01R 25/00, 1986. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20159368A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-17 A S En Ansaldo Sviluppo Energia S R L ELECTRIC MACHINE GROUP, ELECTRICITY GENERATION SYSTEM AND METHOD FOR CHECKING THE ELECTRIC MACHINE GROUP
EP3182577A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-21 A.S.EN. Ansaldo Sviluppo Energia S.r.l. Electrical machine assembly, electrical energy generation system and method for controlling the electrical machine assembly
CN106941298A (en) * 2015-12-17 2017-07-11 安萨尔多能源公司 Electric machine assembly, electric energy generating system and the method for controlled motor component
CN106992635A (en) * 2015-12-17 2017-07-28 安萨尔多能源公司 The detection means of electric machine assembly and electric machine assembly
CN106941298B (en) * 2015-12-17 2020-11-17 安萨尔多能源公司 Motor assembly, electric energy generation system and method for controlling motor assembly

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4066960A (en) Electronic kilowatt-hour-meter with error correction
US8022649B2 (en) Control of switched reluctance machines
JPS6093312A (en) Capacity type measuring machine of displacement
CA1092194A (en) Electronic kwh meter having virtual ground isolation
US4853620A (en) Circuit arrangement comprising multiplier circuits to find the sum of electrical power outputs for application in multi-phase electricity meters
US20070024269A1 (en) Magnetic bridge electric power sensor
US4206641A (en) Electromagnetic flow meter
RU2058658C1 (en) Device for measuring and recording load angle of synchronous machines
EP0479525A2 (en) Absolute position measuring resolver apparatus with backup means in power failure
Kumar et al. Frequency deviation transducer for power system applications
CA1085928A (en) Electronic volt-square-hour metering method and apparatus
KR860002000B1 (en) The speed detecting method of hall motor
RU2103696C1 (en) Method of measurement of quantity of dc electric energy
SU1624347A1 (en) Device for measuring and recording the angle between the current and electromotive force in synchronous motors
SU1260885A1 (en) Device for measuring electrical machine run-out time
RU2300774C1 (en) Measuring converter
JPH0228460Y2 (en)
SU1350585A1 (en) Device for non-contact measurement of liquid electric conduction
SU885908A1 (en) Device for electric energy registration
JP2550987B2 (en) Signal gradient measuring instrument
SU1610285A1 (en) Electromagnetic flowmeter
SU754339A1 (en) Digital meter of magnetic induction
SU901935A1 (en) Device for measuring anl registration of synchronous machine internal angle
RU2068567C1 (en) Device for contactless measurement of momentary values of pulses of break current in switching sections of commutator machine
SU1527488A1 (en) Method of measuring relative angular positions of shafts of low-speed mechanisms