Устройство контроля электродвигателя постоянного тока

Устройство контроля электродвигателя постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сов етскик

Социалистическик

Республик (i t), 1 000951 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02. 11.81.(2! ) 3352339у24 07 (53)M. Кл. с присоединением заявки.%

Q 01 g 31/34

Гасударственный камнтет

ЕССР (23)приоритет

Опубликовано28.02,83, Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 28,02.83 дф делан нзнбрвтеннй н аткрмтий (53) УДК 621., 31 3(088.8) з

В. H. Потапов, А, А. Смердев -и В. С. Ватаг

Рижский Краснознаменный институт инженеров r ажданской авиации им. Ленинского комсомола (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электричес: ким машинам преимущественно малой мощности и может найти применение в специализованных приборах диагностирования для безразборной оценки технического сос5 тояния электродвигателей различных объектов, например самолетов, а также в элек- тромашиностроении.

Известно устройство контроля электрических машин, содержащее встроенный дат1о чик коммутационных пульсаций напряжения, фильтр и,индикатор (1) .

Недостатком известного устройства является ограниченная область применения, обусловленная использованием встроенно- 5 го датчика коммутационных пульсаций напряжений и зависимостью контролируемого параметра от режима работы машины.

Известно также устройство контроля г0 электрических машин, содержащее измерительный преобразователь средневыпрямленного значения пульсапий напряжения, ограничитель амплитуды и индикатор $2).

К недостаткам известного ycToolcraa также относится ограниченная область применения, обусловленная тем, что рассматриваемое устройство при контроле требу» ет подключения непосредственно к разполярным щеткам машины. Такое требование для многих машин (особенно малой мощности) невыполнимо без их частичной разборки., Кроме того, показания индикатора также зависят от режима работы машины, что делает невозможным проведение контроля большинства электрических ма шин непосредственно на объекте, например на борту самолета.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство, содержащее датчик коммутационных пульсаций напряжения с двумя первичными обмотками, шунтирующий конденсатор, блок измерения, отношения пикового и средневыпрямленно-. го значений пульсаций напряж.-.ния, блок контроля частоты вращения L") .

095 1 4 дечника под действием переменной ЭйС может быть представлено только как вычитание из постоянного потока Рg некоторой переменной составляющей, Процесс изменения потоков изображен на фиг. 2.

Такое вычитание потока в сердечнике мо жет происходить только во время того полупериода, когда напряженность поля, I создаваемая переменной составляющей тока, имеет отрицательное значение по отношению к напряженности поля, создаваемой первичным — постоянным током.

Результирующее магнитное поле, создаваемое токами и 1 в том сердечнике, у которого индукция изменяется, равно 0 41

Я =Н вЂ” и = — (cdg3 -cr& 4) где 7 — ток в первичных обмотках; ток во вторичных обмотках.

При идеальной кривой намагничивания поток может изменяться и принимать зна. чения меньше потока насыщения Ф лишь в том случае, если результирующая напряженность поля Н = О, т. е. поле переменной составляющей тока Н . скомпенсирует поле постоянного тока Н . Поэтому, для того сердечника, у которого индукция изменяется, имеем для всего полупериода

j(v„ = (J)a)(. Вследствие того, что во время одного полупериода поток в одном из сердечников остается неизменным, индуктивное сопротивление обмотки этого сердечника во время указанного полупериода равно нулю, и величина тока во вторичной обмотке от вспомогательного источника переменного напряжения определяется исключительно индуктивным сопротивлением обмотки второго сердечника, где магнитный поток в этот полупериод претерпевает изменение.

Во время другого полупериода обмотки меняются ролями.

На фиг. 2 g приведена диаграмма переменного тока, который при идеальной кривой намагничивания и отсутствии тока удвоенной частоты, чего добиваются путем включения индуктивности в цепи управления или выбора небольшого числа витков для обмотки (Q, имеет прямоугольную форму, несмотря на ro, что питающее напряжение имеет синусоидальную форму. После выпрямления диодным мосroM получим постоянный ток нагрузки, показанный на фиг. 2g .

Иля этого тока имеем

1„=4,= 1=3ц 1

3 1ОО

К недостаткам известного устройства относятся ограниченная точность и значительные масса и габариты, обусловленные тем, что при малой величине нижней рабочей частоты спектра пульсаций тока обеспечить требуемое соотношение между реактивными сопротивлениями шунтирующего конденсатора и компенсационной обмотки при ограниченных массогабаритных харак терис тиках переносного устройс тва 3Î контроля практически невозможно.

Цель изобретения — повышение точности и улучшение массогабаритных характе ристик., Указанная цель достигается тем, что 15 устройство снабжено диодным мостом, источником синусоидального напряжения и разделительным конденсатором, а трансформатор выполнен в.виде двух сердечников, на каждом из которых намотаны щ первичная и вторичная обмотки,. причем первичные обмотки включены согласно, вторичные обмотки включены встречно, последовательно со вторичными обмотками включены источник синусоидального напряжения и одна диагональ диодного моста, а вторая диагональ диодного моста через разделительный, конденсатор соеди нена с входами блоков измерения отношения пикового и средневыпрямленного значений пульсаций напряжения и,контроля частоты вращения, На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — кривые магнитных потокОв Ф H «Рр B rpBH+opMBro ре постоянного тока, осциллограммы втоМ ричного тока.

Устройство содержит трансформатор тока с двумя сердечниками, на которые намотаны первичные 1 и 2 и вторичные

3 и 4 обмотки, диодный мост 5, разЮ делительный конденсатор 6, источники 7 синусоидального напряжения, измеритель

8 отношейия пикового и средневыпрямленного значений пульсаций напряжения, блок с

9 кон.троля частоты.

Устройство работает следующим образом.

При подключении электродвигателя к источнику питания по обмоткам 1 и 2 (фиг. 1) потечет постоянный ток и при отсутствии переменного тока во вторичных обмотках поток в одном из сердечни1сов будет равен + Р, а во втором

Ф, т. е. оба сердечника будут насыщены. Следовательно, изменение потока в любом нз сердечников возможно только в сторону уменьшения абсолютной величини и т ка, т. е. изменение потока серS 1000

Данная формула справедлива не только для средних или действующих, но и для мгновенных значений токов. Это значит, что всякое изменение первичного тока (пульсаций, наличие переменной составля- s ющей, возрастание и убывание, связанные с переходным режимом в первичной цепи) будет воспроизводиться во вгоричной цепи. Для выделения пульсаций из полученного сигнала на входе ставится раздели- 16 тельный конденсатор 6 (фиг, 1).

Использование предлагаемого устройства в сравнении с известными обусловливает более высокую достоверность за счет повышения точности измерения пуль- 35 саций тока (напряжения), Это объясняется тем, что в предлагаемом устройстве обеспечивается трансформация пульсаций тоха (иэ цепи, электродвигателя) на вход измерительных блоков практически без 2î искажений и в широком частотном диапазоне, чего нет в известных устройствах.

Кроме того, для уменьшения искажений передаваемого спектра, особенно в низ кочастотной области, емкость и индуктив- И ность в датчике пульсаций устройства должны быть как можно больше, r. e. значительно увеличиваются массогабаригные характеристики. Поскольку, как правило, контролируемый электродвигатель запитывается or специального блока питания (с малым уровнем пульсаций), содержащего силовой понижающий трансформатор напряжения, то в качестве источника синусоидального напряжения целесообразно использовать одну из вторичных обмоток указанного трансформатора. Это прак тически дает возможность в 2-5 раз (в зависимости от значения нижней частоты спектра пульсаций) уменьшить массу и объем датчика коммутационных пульСаций напряжения.

В свою очередь, улучшение массогабаритных характеристик устройства обеспечивает уменьшение затрат материала и

951 С делает процесс его применения (например при использовании в виде переносного прибора). более удобным в эксплуатации, Формула изобре гения

Устройство контроля электродвигателя постоянного тока, содержащее датчик коммутационных пульсаций напряжения, выполненный в виде трансформатора с обмотками, блок измерения отношений пикового и средневыпрямленного значений пульсаций напряжения,.и блок контроля частоты вращения, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения точности и улучшения массогабаритных характеристик, оно снабжено диодным мостом, источником синусоидального напряжения и разделительным конденсатором, а трансформатор выполнен r виде двух сердечников, на каждом из которых намотаны первичная и вторичная обмотки, причем первичные обмотки включены согласно, вторичные обмотки включены встречно, последовательно, со вторичными обмотками включены источник синусоидального напряжения и одна диагональ диодного моста, а вторая диагональ диодного моста через разделительный конденсатор соединена с входами блоков измерения отношения пикового и средневыпрямленного значений пульсаций напряжения и контроля час готы вращения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

,Мо 131821, кл. Н 02 К 15/00, 1956.

2. Плющ Б. М. и др. Оо измерении интенсивности искрения в машинах постоянного тока, «Изв. высш. учеб. заведений.

Электромеханика, 1969, No 4, с. 385390, 3, Авторское свидетельство СССР по заявке N 3005777/24-07, кл. Н 02-К 1 5/00, 1980.

l000951

1000051

ВНИИГИ1 Заказ 1378/48 Тираж 708 Подписное

Финна.т ППП Патент", г. Ума.ороси, ул. Проектная, 4