Устройство для измерения вращающего момента синхронного электродвигателя

Устройство для измерения вращающего момента синхронного электродвигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРАЩАЩЕГО МОМЕНТА СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, ,содержащее синхронный приводной электродвигатель, установленный на основании, датчик угла взаимного поворота валов испытуемого и приводного электродвигателей , блок питания и регистрирующее устройство, о т л и ч а ю. щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения конструкции , в нем датчик угла выполнен в виде переменного резистора и индуктивного пре.образователя, подвижная обмотка которого размещена на валу приводного двигателя, а непЪдвижная связана с основанием и соединена с регистрирукяим устройством , причем корпус обмотки переменного резистора и ось подвижного контакта жестко связаны соответственно с валом приводного и валом испытуемого электродвигателей « переменный резистор электрически последовательно соединен с подвижной обмоткой индуктивного преобразователя и контактными кольцами приводного электродвигателя. СО СО 00

(19) %виЭ1б (11) 4(И) G 01 Ь 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОММ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ COOP

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3672274/24-10 (22) 14. 12.83

I (46) 15. 02. 85. Бюл. В 6 (72) В.С. Иванов. А.А. Лазарев и Д,С. Терешкин (71) Горьковский институт инжене ров водного транспорта (53) 531.781(088.8) (56) 1. Фролов Л.Б., Измерение кру тящего момента. М., ЭнерГия", 1967, с. 23-27.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 594417, кл. G 01 L 3/10, 05.01.76 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ВРАЩАЮ1цЕГС МОМЕНТА СИНХРОННОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ,,содержащее синхронный приводной электродвигатель, установленный на основании., датчик угла взаимного поворота валов испытуемого и приводного электродвигателей, блок питания и регистрирующее устройство, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения конструкции, в нем датчик угла выполнен в виде переменного резистора и индуктивного преобразователя, подвижная обмотка которого размещена на валу йриводного двигателя, а непддвижная связана с основанием и соединена с регистрирующим устройством, причем корпус обмотки переменного резистора и.ось подвижного контакта жестко связаны соответственно с валом приводного и вапом испытуемого электродвигателей, переменный резистор электрически последовательно соединен с подвижной обмоткой индуктивного. преобразователя и контактныж кольцами приводного электродвигателя.

1 13998 1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении и определении моментных характеристик синхронных электродвигателей, а также в системах автоматического управления приводами, Известно устройство для измерения вращающего момента, содержащее индуктивный преобразователь угла закручивания вала, пропорционального передаваемому моменту, в электрический сигнал (1) .

Однако известное устройство не обеспечивает требуемой. точности измерения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения вращающего момента .син-20 хронного электродвигателя, содержащее синхронный приводной электродвигатель, установленный на основании, датчик угла взаимного поворота валов испытуемого и приводного элект-2g родвигателей, блок питания и регистрирующее устройство (2) .

Недостатками данного устройства являются низкая точность измерения и сложность конструкции. 30 .I

Цель изобретения — повышение точности измерения и упрощение конструкции .

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения вра- N щающего момента синхронного электродвигателя, содержащем синхронный приводной электродвигатель, установленный на основании, датчик угла взаимного поворота валов испытуемого ®О и приводного электродвигателей, блок питания и регистрирующее устройство, датчик угла выполнен в виде переменного резистора и индуктивного преобразователя, подвижная обмотка которого размещена на валу приводного двигателя, а неподвижная связана с основанием и соединена с регистрирующим устройством, причем корпус обмотки переменного резистора и ось подвижного контакта жестко связаны соответственно с валом приводного и валом испытуемого электродвигателей, переменный резистор электрически. последовательно соединен с подвижной 55 обмоткой индуктивного преобразователя и контактными кольцами приводного электродвигателя. э

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2— электрическая схема.

Устройство для измерения вращающего момента синхронного электродвигателя (фиг. 1 и 2) содержит приводной синхронный электродвигатель 1

1 малой мощности, индуктивный преобразователь 2 с подвижной обмоткой 3, размещенной на валу 4 приводного электродвигателя 1, и неподвижной обмоткой 5, размещенной на полюсах магнитопривода 6, связанного с основанием, а также переменный резистор

7, корпус обмотки которого жестко связан с ьалом электродвигателя 1, а ось 8 подвижного контакта — с валом испьггуемого синхронного электродвигателя 9. Синхронные частоты вращения электродвигателей 1 и 9 должны быть одинаковыми, кроме того, резистор 7 электрически по последовательной схеме соединен с подвижной обмоткой 3 индуктивного преобразователя 2 и кон— тактными кольцами приводного двигателя 1 (в случае применения синхронного двигателя 1 с постоянными магнитами питание обмотки 3 может быть взято с контактных колец испытуемого синхронного двигателя 9). Неподвижная обмотка 5 своими концами подключена к выходным зажимам преобразователя 2, с которых при работе устрой— ства снимается напряжение, пропорциональное развиваемому двигателем

9 моменту, и подается на регистрирующее устройство 10 или в систему управления испытуемого двигателя.

Переменный резистор и индуктивный преобразователь представляют собой датчик угла взаимного рассогласования валов испьггуемого и приводного электродвигателей.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на синхронные двигатели 1 и 9 двигатель 9 разгоняется одним из известных способов и приводит во вращение, например с помощью поводка (не показан) двигатель

При отсутствии нагрузки на валу двигателя 9 роторы обоих двигателей вращаются синхронно. без сдвига в пространстве относительно друг друга. Также синхронно без сдвига вращаются жестко соединенные с валом двигателя 1 корпус обмотки переменМ = — —, вхп6, ЗЕ ° V х Йб

l где М вЂ” момент электродвигателя;

Ео- ЭДС, индуктируемая полем ротора;

V — - напряжение сети;

Я вЂ” синхронная частота вращения ротора; х — синхронное сопротивление двигателя;

8 — угол отставания ротора.

3 2239 ного резистора 7 и его ось 8 с подвижным контактом, соединенная жестко с валом двигателя 9. Ось 8 с подвижным контактом установлены таким образом, что величина сопротивления, введенного в цепь подвижной обмотки 3, имеет максимальное значение.

При протекании тока через подвижную обмотку 3 создается магнитный поток, вращающийся вместе с обмоткой и замы-10 кающийся через магнитопровсд 6, на котором размещена неподвижная обмотка 5. В обмотке 5 вращающийся магнитный поток наведен ЭДС. Так как ток в обмотке 3 минимальный, величина ЭДС, наведенная в обмотке 5, тоже минимальна н-соответствует нулевому значению моменту синхронного двигателя 9.

При наличии момента нагрузки на валу синхронного двигателя 9 происходит сдвиг его ротора относительно вращающегося магнитного поля статора на угол 9, величина которого пропор- циональна моменту сопротивления, приложенному к валу, что следует из выражения

982 4

В то же время двигатель 1 продол- жает работать вхолостую и положение его ротора относительно магнитного поля статора не изменяется. В результате имеет сдвиг на угол В ротора двигателя 9 относительно ротора двигателя 1 и, следовательно, сдвиг на тот же угол 0 подвижного контакта, жестко соединенного через осв.8 с валом двигателя, относительно обмотки резистора 7, жестко соединенной с залом двигателя 1. При перемещении подвижного контакта резистора

7 уменьшается величина его сопротивления, включенного в цепь подвижной обмотки 3, что приводит к соответствующему увеличению тока в этой цепи, магнитного потока. обмотки 3 и величины ЭДС, наводимой в непод- вижной обмотке 5.

Увеличение ЭДС на выходе неподвижной обмотки 5 пропорционально углу

8 сдвига роторов двигателей 1 и 9, т.е ° пропорционально моменту, развиваемому двигателем 9.

При постоянном напряжении сети и. токе возбуждения двигателя (т.е.

ЭДС Е ) момент двигателя 9 иэменяет0 ся пропорпионально углу 6 в преде-

И лах О (8 <—-, соответствукицих устойчивой работе синхронного двигателя.

Использование в устройстве датчика угла взаимного положения валов приводного и испытуемого электродвигателей, выполненного в виде последовательно соединенных переменного ре-. зистора и индуктивного преобразователя, позволяет повысить точность измерения вращающего момента и упростить конструкцию.

) ) 3998>

Составитель Г. целибеев

Техред А.Бабинец Корректор М, Леонтюк

Редактор И. Горват

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Закаа 253/31 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по .делам изобретений и открытий

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