Устройство для измерения крутящего момента электродвигателя

Устройство для измерения крутящего момента электродвигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее датчики напряжения и тока ротора, блок моделирования ЭДС ротора и блок умножения, один вход которого подключен к выходу блока моделирова-ния ЭДС ротора, а к его входам подключены датчики напряжения и тока ротора. отличающееся тем, что, с целью повьшения точности при измерении крутящего момента шаговых двигателей, в него введены формирователь времени щага ротора, интегратор , блок памяти, ключ и дифференци-альный усилитель, а блок моделирования ЭДС ротора снабжен дополнительным выходом, который подключен к второму входу блока умножения, чей выход подключен к одному входу ключа, к второму входу которого подключен формирователь времени шага ротора, а выход ключа через интегратор подключен к одному входу дифференциального усилителя и входу блока памяти, вы (/) ход которого подключен к второму входу дифференциального усилителя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСЛУБ ЛИК

09) (11) .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-J

? (21) 3620643/18-10 (22) 11. 07. 83 (46) 07.08.84. Бюл,М- 29 (72) С.А.Воробьев (71) Московское производственное объединение "Второй часовой завод" (53) 53 1.78 1(088.8) (56) 1. Патент Швеции 1?-387443, кл. G 01 . 3/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

-759872, кл. G 01 L. 3/00, 1977 (прототип) . (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее датчики напряжения и тока ротора, блок моделирования ЭДС ротора и блок умножения, один вход которого подключен к выходу блока моде" лирования ЭДС ротора, а к его входам зсзв G 01 1. 3/00, 6 011 3/10 подключены датчики напряжения и тока ротора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности при измерении крутящего момента шаговых двигателей, в него введены формирователь времени шага ротора, интегратор, блок памяти, ключ и дифференци . альный усилитель, а блок моделирования ЭДС ротора снабжен дополнительным выходом, который подключен к второму входу блока умножения, чей выход подключен к одному входу ключа, к второму входу которого подключен формирователь времени шага ротора, а выход ключа через интегратор подключен к одному входу дифференциального Pg усилителя и входу блока памяти, выход которого подключен к второму входу дифференциального усилителя. С

1107018 2

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения крутящего момента на валу преимущественно миниатюрных и микроминиатюрных электродвигателей.

Известно устройство для измерения момента электродвигателя, содержащее блок умножения и датчики тока и напряжения ротора >13.

Недостатком данного устройства яв- !р

1 ляется низкая точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для измерения крутящего момента электродвигателя, содержащее датчики напряжения и тока ротора, блок моделирования ЭДС ротора и блок умножения, один вход которого подключен к выходу блока моделирования ЭДС ротора, а к его входам подключены датчики напряжения и тока ротора 21.

Недостатком известного устройства является низкая точность при измере-нии крутящего момента шаговых двигателей.

Целью изобретения является повышение точности при измерении крутящего момента шаговых двигателей.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения крутя.щего момента электродвигателя, содержащее датчики напряжения и тока ротора, блок моделирования ЭДС ротора и блок умножения, один вход которого подключен к выходу блока моделирования ЭДС ротора, а к его входам подключены датчики напряжения и тока ротора, введены формирователь времени шага ротора, интегратор, блок памяти,4О ключ и дифференциальный усилитель, а блок моделирования ЭДС ротора снабжен дополнительным выходом, который подключен к второму входу блока умножения,чей выход подключен к одному

45 входу ключа, к второму входу которого подключен формирователь времени шага ротора, а выход ключа через интегратор подключен к одному входу дифференци-, ального усилителя и входу блока па- 50 мяти, выход которого подключен к второму входу дифференциального усилителя.

На фиг.! приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — схема блока 55 моделирования ЭДС ротора.

Устройство для измерения крутящего момента электродвигателя содержит датчики напряжения и тока ротора (не показаны), выходные шины 1 и 2 которых подключены к блоку 3 моделирования

ЭДС ротора, блок 4 умножения, формирователь 5 времени шага ротора, ключ

6, интегратор 7, шину 8 управления, блок 9 памяти, дифференциальный усилитель 10, выход t1 которого является выходом устройства.

Блок 3 моделирования ЭДС ротора содержит инверт..рующий усилитель 12, сопротивление 13 обратной связи, равное активному сопротивлению Р обмотки ротора, и суммирующий усилитель 14.

Выходы блока 3 моделирования ЭДС ротора подключены к соответствующим входам блока 4 умножения, выход которого подключен к одному входу ключа

6, к второму входу которого подключен формирователь 5 времени шага ротора, а выход ключа 6 через интегратор 7 подключен к одному входу дифференциального усилителя 10 и к одному входу блока 9 памяти, к второму входу которого подключена шина 8 управления, а выход блока 9 памяти подключен к второму входу дифференциального усилителя 10.

Формирователь 5 времени шага ротора представляет собой устройство генерирующее прямоугольные импульсы, длительность которых равна времени поворота ротора на заданный угол который для шаговых двигателей выбирается кратным угловому повороту ротора за один шаг.

Формирователь 5 времени шага ротора может быть выполнен, например, с использованием оптоэлектронного датчика, на который поступает луч света, перекрываемый диском с вырезом, установленным на роторе электродвигателя.

Устройство для измерения крутящего момента работает следующим образом.

При подаче на шину 2 тока 3, g) ротора электродвигателя, а на шину 1 напряжения Ч, Р ротора, выходное напряжение, - 1 на первом выходе блока 3 моделирования ЭДС ротора равно ЭДС ротора двигателя

Ч„ 1 =к®-3ф, - (1;1

Напряжение Uz +! на втором выходе блока 3 моделирования ЭДС ротора равно падению напряжения на активном сопротивлении ротора.

Выходные сигналы ф и Q :g(+) блока 3 моделирования ЭДС ротора пере11О7О18, \/и ф . р ф. (. о

Составитель А. Амаханов

Редактор В. Иванова Техред А.Кикемезей

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 5748/29 Тираж 823

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 множаются с помощью блока 4 умножения, выходной сигнал которого, пропорциональный величине Q 1(Д . E(Ö поступает на вход ключа 6, который периодически открывается выходным сигналом 5 формирователя 5 времени шага ротора.

Длительность импульсов, открывающих ключ 6, равна времени поворота ротора на заданный угол

Выходное напряжение, интеграто10 ра 7 после закрывания ключа 6, определяется выражением где К вЂ” коэффициент передачи блока

4 умножения, — постоянная времени интегра20 тора 7; — время поворота ротора электродвигателя на угол с ..

Величина угла б. поворота ротора задается, исходя из -мощности электродвигателя, требуемой чувствительности и быстродействия устройства.

При ненагруженном электродвигателе выходное напряжение интегратора

7 пропорционально величине потерь энергии в электродвигателе. Напряжение записывается в блок 9 памяти сигналом, поступающим по шине 8 управления. Затем к валу электродвигателя подключается нагру ка и повторно

У сигналом с формирователя 5 времени шага ротора, открывается ключ 6. IIoc ge поворота ротора на угол с, ключ

6 закрывается и на интеграторе 7 фиксируется новое значение напряжения

Лифференциальный усилитель 10 выделяет разность напряжений на интеграторе 7 и блоке 9 памяти. Выходное напряжение устройства связано с крутящим моментом Р на валу электродвигателя соотношением где К вЂ” постоянный коэффициент.

Применение изобретения позволит повысить точность измерения крутящих моментов, щаговых двигателей и микроминиатюрных электродвигателей.