SU794527A1 - Устройство дл измерени скорос-Ти ВРАщЕНи АСиНХРОННОгО дВигА-ТЕл - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной и преобразовательной технике н может быть использовано дл  преобразовани  скорости вращени  асинхронного электродвигател  в пропорциональную ей частоту следовани  импульсов и дл  цифрового измерени  скорости вращени  электродвигател  в системах контрол  и управлени  автоматизированным электроприводом.

Известны цифровые измерители скорости, содержащие датчики скорости, сопр гаемые с валом, формирователи импульсов, генератор опорной частоты, счетчики и логические блоки 1.

Недостатками известных измерителей  вл ютс  ограниченное быстродействие и необходимость установки на валу двигател  специального датчика скорости, что снижает надежность системы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и решаемым задачам  вл етс  цифровой измеритель скорости вращени  асинхронного электродвигател , содержащий два формировател  импульсов, входы которых подключены к фазовым обмоткам соответственно статора и ротора электродвигател , генератора опорной частоты , три делител  частоты, два управл емых делител  частоты, два управл ющих счетчика, счетчик результата, блок вычитани  импульсов, два блока управлени  и два блока переноса кода, причем сбросовый вход счетчика результата подключен к выходу первого делител  частоты, подключенного входом к входам управл ющих счетчиков и выходу третьего делител  частоты, подключенного входом к выходу генератора опорной частоты и входу второго делител  частоты, выход которого подключен к

информационным входам управл емых делителей частоты, выходы которых подключены к первым входам блоков управлени  и к двум входам блока вычитани  импульсов, выход которого подключен к счетному входу счетчика результата, управл ющие входы управл емых делителей частоты подключены через блоки переноса кода к выходам соответствующих управл ющих счетчиков , вторые входы блоков управлени 

подключены к выходам соответствующих формирователей импульсов, а выходы - ко входам сброса и управлени  управл емых делителей частоты, к управл ющим входам блоков переноса кода и к входам сброса

соответствующих управл ющих счетчиков 2.

Однако это устройство имеет сложную схему и ограниченную область применени , поскольку может быть использовано только

дл  измерени  скорости асинхронных электродвигателей , имеющих фазную обмотку. В промышленности же наиболее широко используютс  короткозамкнутые асинхронные электродвигатели. . ;

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  и упрош,ение устройства

Это достигаетс  тем, что в устройство, содержаш .ее формирователь импульсов, подключенный к вычислительному блоку, состо щему из генератора опорной частоты, блока вычитани  импульсов, трех делителей частоты, управл ющего счетчика, управл емого делител  частоты, блока переноса кода и счетчика результата, введены датчик электромагнитного пол  и четвертый делитель частоты, при этом датчик электромагнитного пол  выполнен в виде магниточувствительного элемента, установленного нормально к потоку рассе ни  ротора , вход четвертого делител  частоты подключен к входу второго делител  частоты , выход его подключен к второму входу блока вычитани  импульсов и к входу третьего делител  частоты, причем входы обнулени  делителей частоты объединены с входом обн5лени  управл ющего счетчика.

На чертеже изображена структурна  схема устройства.

Устройство содержит датчик электромагнитного пол  1, установленный у вала асинхронного электродвигател  нормально к потоку рассе ни  ротора и подключенного ко входу формировател  импзльсов 2, генератор опорной частоты 3, делител  частоты 4-7, управл емый делитель частоты 8, включающий счетчик-делитель 9, регистр пам ти 10 и блок переноса кода 11, управл ющий счетчик 12, счетчик результата 13, блок вычитани  импульсов 14, блок переноса кода 15 и блок управлени  16. Выход 17 формировател  импульсов 2 подключен к первому входу блока управлени  16. Выход генератора 3 подключен к счетным входам делителей частоты 4 и 5. Выход делител  4 подключен к счетным входам делител  частоты 6 и управл емого делител  частоты 8. Выход делител  6 подключен к второму входу блока вычитани  импульсов 14 и счетному входу делител  частоты 7, выход которого подключен к сбросовому входу счетчика результата 13, счетный вход которого подключен к выходу блока вычитани  импульсов, первый вход которого подключен к выходу управл емого делител  частоты 8 и ко второму входу блока управлени  16, выходы которого подключены к входам сброса счетчика 12, регистра пам ти 10 и делителей 4 и 5, а также к управл ющим входам блоков переноса кода 11 и 15. Выход делител  5 подключен к счетному входу управл ющего счетчика 12, выходы разр дов которого подключены через блок переноса кода 15 к входам разр дов регистра пам ти 10, выходы разр дов которого через блок переноса кода 11 подключены к входам разр дов счетчика-делител  9.

. Pa6otaet устройство следующим образом .

Частота изменени  потока рассе ни  ротора асинхронного электродвигател , как фазного, так и короткозамкнутого, имеющего наибольщую величину у вала электродвигател , равна частоте тока ротора, пропорциональной скольжению электродвигател . Если у вала электродвигател  нормально потоку рассе ни  ротора установить датчик электромагнитно1о пол , то на

его вы.ходе можно получать периодически измен ющийс  сигнал, частота которого будет пропорциональна частоте тока ротора. В качестве датчика электромагнитного пол  может быть использована катущка индуктивности с больщим числом витков и ферромагнитным сердечником. В формирователе импулъ,сов 2 в моменты перехода сигнала датчика 1 через нуль будут формироватьс  импульсы с удвоенной частотой

тока ротора fi 2f-p. В качестве датчика электромагнитного пол  может быть использован также гальваномагнитный элемент , например датчик Холла, магниторезистор , магнитодиод, магнитотранзистор,

магнитотиристор или комбинированный магнитоприбор. Причем датчик может быть установлен у вала как вне, так и внутри корпуса электродвигател , что просто рещает проблему взрывозащиты датчика. Как

известно, скорость вращени  асинхронного электродвигател  можно представить в виде частоты сигнала, численно равной скорости вращени  двигател  в единицах оборотов в минуту, с помощью зависимости

60

-(/с-/р),(1)

гда /с и /р - частота тока статора и ротора; р - число пар полюсов.

Частота сети fc в современных объединенных энергосистемах поддерживаетс  с точностью ±0,2%, поэтому погрешность, вносима  изменением частоты сети, дл  измерени  скорости многих механизмов оказываетс  малой. Принима  /с const, можно сформировать первый член выражени  (1) с помощью частоты опорного генератора , приравн в

/c(ДЛЯfe 50Гц).

откуда коэффициент делени  делител  частоты на выходе генератора будет равен

Claims (2)

1. Дл  измерени  скорости вращени  электродвигателей с разным числом полюсов р удобнее иметь делитель частоты 4 с перестраиваемым коэффициентом делени  р. Тогда коэффициент делени  делител  частоты 6, на вход которого поступают импульсы с частотой -- , будет равен i - 300 При этом на выходе делител  частоты 6 будет образовыватьс  частота Р 300/0 60 , ч - Т -/С Р/оР т. е. равна  первому члену в зависимости (1). Второй член выражени  (1) образуетс  с помощью умножител  частоты, образованного генератором 3, делител ми частоты 4 и 5, управл ющим счетчиком 12, управл емым делителем частоты 8 и блоком управлени  - распределителем импульсов 16. Импульсы высокой опорной частоты /о с выхода генератора 3 поступают через делитель частоты 5 на счетный вход управл ющего счетчика 12, где они суммируютс  на временных интервалах, равных периодам частоты с выхода формировател  2, т. е. 1ГЭти интервалы формируютс  подачей на сбросовый вход счетчика 12 импульсов управлени  с блока 16, на вход 17 которого поступают импульсы с выхода формировател  2. За врем  Т в счетчике 12 образуетс  код , , где /С2 - коэффициент делени  делител  5. Перед каждым сбросом счетчика 12 код из него переноситс  через блок 15 в предварительно очищенный регистр пам ти 10 управл емого делител  частоты 8. Код Лт  вл етс  переменным коэффициентом делени  частоты fo/P, поступающей на вход делител  8 с выхода делител  4. На выходе управл емого делител  частоты 8 образуетс  последовательность импульсов с частотой того, чтобы частота F была численно равна второму члену зависимости (1), необходимо выполнение равенства 60 f 2К, г f р откуда коэффициент делени  делител  5 будет равен 7(. Последовательности импульсов с частотами f i и 2 с выходов делителей 6 и 8 поступают на входы блока вычитани  импульсов 14, на выходе которого формируетс  последовательность импульсов с частотой Лых -(/с-Л-«). численно равной скорости вращени  электродвигател  в единицах оборотов в минуту . Частота /вых может быть использована в качестве сигнала обратной св зи по скорости в системах автоматизированного электропривода. Импульсы этой частоты, суммиру сь в счетчике результата 13 за эталонный временной интервал Гизм, образуют на выходах разр дов счетчика код вых у вых ИЗМ1 численно равный при 7изм 1 скорости вращени  электродвигател  в об/мин. Эталонный интервал образуетс  подачей на вход сброса счетчика 13 импульсов с выхода делител  7, подключенного к выходу делител  6. Коэффициент делени  делител  7 находитс  из выражени  F 300 Кг р-Кг И равен г 300 -v Дл  повыщени  точности измерени  и дискретности выходной частоты необходимо увеличить коэффициенты делени  Ki и /Сз делителей 5 и 7 в 10 раз, уменьшив во столько же раз коэффициент делени  /d делител  6. Тогда выходна  частота будет равна /аых lO/Z. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  скорости вращени  асинхронного двигател , содержащее формирователь импульсов, подключенный к вычислительному блоку, состо щему из генератора опорной частоты, блока вычитани  импульсов, трех делителей частоты , управл ющего счетчика, управл емого делител  частоты, блока переноса кода и счетчика результата, отличающийс  тем, что, с целью расщирени  области применени  и упрощени  вычислительного блока , в него введены датчик электромагнитного пол  и четвертый делитель частоты, при этом датчик электромагнитного пол  выполнен в виде магниточувствительного элемента, установленного нормально к потоку рассе ни  ротора, а вход четвертого делител  частоты подключен к входу второго делител  частоты, выход его подключен ко второму входу блока вычитани  импульсов и к входу третьего делител  частоты , причем входы обнулени  делителей частоты объединены с входом обнулени  управл ющего счетчика. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Богорад Г. 3., Киблицкий В. А. Цифровые регул торы и измерители скорости.- М., 1967, с. 8-40.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 632956, кл. G 01 Р 3/48, 02.07.76 (прототип ).