SE417883B - Sett och anordning for detektering av en asynkronmotors varvtal - Google Patents

Description

- aoo2310-i4 i 10 15 20 25 30 35 2 _ kommer till följd av förekomsten av järn och geometrin hos ,spåren i motorn. De olinjära magnetiska egenskaperna hos järnet ger således upphov till övertoner till statorns grundton, nätfrekvensen, liksom till rotorns grundton, som utgöres av närfrekvensen gånger eftersläpningen. I det under en överton förefintliga spektrumet är frekvens- skillnaden gentemot övertonen av formen n - s - f n = l, 2, 3, framträdande av dessa komponenter har oftast n = 'OI ..., där s är eftersläpningen. De mest 10 resp n = 14. För n > 20 är amplituden liten i förhållande ”till lägre värden på n.

'Praktiskt drar uppfinningen fördel av ovan redo- lvisade förhållande genom att ur nämnda frekvensskillnad bestämma eftersläpningen, varigenom varvtalet är givet, Således kan frekvensskillnaden mätas mellan den aktuella övertonen till statorfrekvensen och den mest framträ-~ dande tonen i spektrumet omedelbart under den aktuellal övertonen. I g Den i fig 2 visade utföringsformen av detekterings~ anordningen enligt uppfinningen har ett bandpassfilter l, som medelst en strömtransformator 2 tillföres en signal, vilken överensstämmer med strömmen till en trefasmotors 3 sltatorlindning". Bandpassfiltrets 1 utgång är ansluten till en envelopdetektor 4; som därmed tillföres en signal med frekvenser inom ett valt frekvensband under och inne? fattande en vald överton till statorfrekvensen. Detektorn _4 lämnar på sin utgång en signal, som svarar mot enve- lopen hos-utsignalen från bandpassfiltret l. I Genom att envelopfrekvensen på förutbestämbart sätt är relaterad till eftersläpningen kan motorns 3 varvtal N enkelt bestämmas ur relationen : N = Nl(l-S), där N1 är det synkrona varvtalet. såsom visat ïlfig 3 kan 1 stället för den 1 fig 2 visade envelopdetektorn 4 en faslåst slinga 5 anslutas till bandpassfiltrets 1 utgång. Den faslâsta slingan 5 låser på frekvensen med den största amplituden. En till den faslåsta slingans utgång kopplad periodtidsmätare 6 är anordnad att pâ inom tekniken känt sätt mäta period- 10 15 20 25 30 35 800231041 3 tiden för den frekvens som den faslåsta slingan 5 har låst på. Det efter periodtidsmätaren 5 anslutna krets- steget 7 utför på grundval av ifrågavarande övertons periodtid och den i periodtidsmätaren 6 bestämda period- tiden en bestämning av eftersläpningen s och därmed varv- talet.

I det fall att två eller flera toner har väsentligen samma amplitud i det av bandpassfiltret l utskilda spektrumet grundas mätningen i utföringsformen enligt fig 3 på signalkomponenten med störst ng Härigenom fås endast ett relativt mått på eftersläpningen eller avvikel- sen från synkront varvtal. En absolut bestämning av varv- talet kräver i detta fall bestämning av n för den aktuella komponenten, vilket kan ske genom någon form av frekvens- analys av det studerade spektrumet. Alternativt kan mät- data på ström och beräknat varvtal jämföras med motorns märkdata.

Såsom en tredje, alternativ utföringsform kan den tidsvariabla signalen från bandpassfiltret 1 tillföras en anordning, som är inrättad att utföra s k snabb Fourier- transformering (Fast Fourier Transform), varigenom en övergång till frekvensplanet uppnås och ifrågakommande frekvensskillnader liksom eftersläpningen och varvtalet lätt kan beräknas.

I fig 4 visas en föredragen utföringsform av band- passfiltret 1 och den faslâsta slingan 5 i fig 3. Band- passfiltret 1 består av tre kaskadkopplade filterenheter A, B och C, av vilka enheten A består av ett passivt bandpassfilter och en efterföljande buffertförstärkare, som har till uppgift att avlägsna grundtonen (50 Hz), vilken annars genom sin stora amplitud skulle överstyra de därefter följande kretsarna. Enheterna B och C utgör aktiva bandpassfilterenheter med något skilda mittfrek- venser, varigenom en frekvenskarakteristik uppnås för enheterna A, B och C tillsammans, vilken karakteristik utgör en god approximation av en önskad karakteristik, såsom visat i fig 5.

Såsom framgår av fig 5 är den önskade frekvens- 8002310-4 a pt, 10 15 20 25 _ 4 karakteristiken sådan, att den släpper fram_frekvenser under övertonen ll - 50 Hz = 550 Hz och över övertonen 10 ' 50 Hz = 500 Hz. Dämpningen på ömse sidor om pass- _bandet är så hög som.60 dB.

Filterenhetens C utgång är kopplad till ingången till en faslåst slinga 5, som är uppbyggd av en intev grerad standardkrets av typen LM565 med yttre komponen- ter för signalanpassning på ingången och för inställf' ning av frisvängningsfrekvensen, dvs den frekvensen; med vilken slingan 5 oscillerar, då ingen tillräckligt stark signal finns närvarande på dess ingång. Frisväng- ningsfrekvensen inställes så att den ligger just över det aktuella passbandet (ca 560 Hz){ ' Den faslåsta slingans 5 utgång är ansluten till 'ingången till en frekvensdelare 8, exempelvis av typen CD4040, som delar insignalens frekvens med faktorn 32.

Därmed har utsignalen från delaren 8 en periodtid, som är 32 ggr längre än insignalens periodtid och därmed är_i motsvarande grad lättare att bestämma med önskad noggrannhet.

Själva periodtidsmätningen, där frekvensdelningen kan ses som en förberedande eller första åtgärd, kan liksom omvandlingen till eftersläpningsvärdet utföras '_antingen medelst diskreta kretsar eller med hjälp av en lämpligt programmerad dator.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 gaoo2s1o-4 PATENTKRAV

1. l. Sätt för detektering av en asynkronmotors varvtal, k ä n n e t e c k n a t därav, att komponenter av motor- strömmen i ett frekvensband under en överton till motor- strömmens grundton utskiljes, att frekvensskillnaden mellan övertonen och åtminstone en av dessa komponenter fastställes samt att eftersläpningen och därmed varv- talet bestämmes ur frekvensskillnaden.

2. Sätt enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k - n a t därav, att nämnda komponenter utskiljes medelst ett bandpassfilter.

3. Sätt enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att frekvensskillnaden bestämmes medelst en envelopdetektor på grundval av en SVäVnin9S“ frekvens mellan övertonen och någon av sagda komponenter.

4. Sätt enligt patentkravet l eller 2, t e c k n a t därav, att frekvensskillnaden och efter- släpningen bestämmes medelst efter bandpassfiltret kopp- k ä n n e - lade kretsorgan, som i serie innefattar en faslåst slinga, en períodtidsmätare och en periodtids-eftersläpnings- omvandlare.

5. Sätt enligt patentkravet l eller 2,- k ä n n e - t e c k n a t därav, att frekvensskillnaden bestämmes genom frekvensanalys, företrädesvis grundad på snabb Fourier-transformering, av sagda komponenter.

6. Anordning för genomförande av sättet enligt patentkravet l att detektera en asynkronmotors varvtal, k ä n n e t e c k n a d av ett bandpassfilter (l) för utskiljning av komponenter av motorströmmen i ett frek- vensband under en överton till motorströmmens grundton samt kretsorgan (4; 5-7) för bestämning av eftersläpningen och därmed varvtalet ur frekvensskillnaden mellan över- tonen och åtminstone en av motorströmskomponenterna.

7. Anordning enligt patentkravet 6, k ä n n e - t e c k n a d därav, att sagda kretsorgan innefattar en till bandpassfiltrets utgång kopplad envelopdetektor (4). soo231o-4 10 6

8. V8. Anordning enligt pafentkravet 5, k ä_n n e - tue c kln a d därav; att sagda kretsorgan efter band- pasdsfiltret i serie innefattar en faslåst slinga (5), en periodtidsmätare (6) och en periodtids-eftersläpnings~ omvandlare (7).

9. Anordning enligt patentkravet 6, t e c k n a d därav, att sagda kretsorgan innefattar organ för utförande av frekvensanalys, företrädesvis grundad på snabb Fourier-transformering, av sagda kompo- k ä n n e - nenter.