Статический бесконтактный частотный датчик скорости асинхронного двигателя

Статический бесконтактный частотный датчик скорости асинхронного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ло 135529

Класс 21с, 59о1 ссср

ОПИСАНИЕ ИЗОБР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа М 91

М. М. Соколов, Ю. Д. Капунцов и Ю. В. Егоров

СТАТИЧЕСКИЙ БЕСКОНТАКТНЫЙ ЧАСТОТНЫЙ

ДАТЧИК СКОРОСТИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Заявлено 10 марта 1960 г. за Мз 657936/24 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в с<Бюллетене изобретений» Ке 3 за 1961 г.

Описываемый датчик относится к известным статическим бесконтактным частотным датчикам скорости асинхронного двигателя, содержащим индуктивность и емкость, образующим колебательный контур с собственной частотой, равной частоте ротора контролируемого двигателя в номинальном режиме.

Для повышения точности и надежности работы в описываемом датчике выход образован из двух активных сопротивлений, подключенных через диоды к разным обкладкам конденсатора колебательного контура.

Таким образом получается выходной ток, величина и знак которого меняются с изменением величины и знака частоты.

Для регулирования уставки частоты конденсаторы выполнены секционированными и на входе колебательного контура включен дроссель насыщения.

На фиг. 1 изображена схема описываемого датчика; на фиг. 2 — векторные диаграммы при резонансной частоте; на фиг. 3 — то же, при отклонении от резонансной частоты; на фиг. 4 — характеристика описываемого датчика; на фиг. 5 — схема подключения датчика к асинхронному двигателю; на фиг. 6 — конструкция магнитопровода датчика; на фиг. 7 — вариант соединения датчика с промежуточными магнитными усилителями.

Принцип действия описываемого датчика основан на резонансных свойствах колебательного контура, содержащего индуктивность и емкость.

К катушке L, магнитосвязанной с катушкой L, подводится напряжение U с переменной частотой f> (фиг. 1). Сигнал, пропорциональный отклонению частоты, снимается с нагрузочных сопротивлений R„, № 135529 и R„, включенных на зажимы колебательного контура LqC через выпрямители В.

Работа датчика поясняется векторными диаграммами на фиг. 2. Ток 1 и поток Ф1 в катушке L отстают по фазе на 90 от приложенного напряжения U Часть потока Ф> охватывает катушку Lz колебательного контура и наводит в ней э.д.с. Е». При резонансе сопротивление второго последовательного контура LqC чисто активное, а потому вектор тока i2 совпадает по фазе с Е», а напряжение U> на катушке Lz должно опережать ток i на 90 . Обмотки контуров соединены между собой так, что при резонансе на сопротивлениях нагрузки R„, и R„ развиваются равные напряжения U„U„,, а напряжение U,, между точками а и b, определяемое разностью U„, — U„.„ðàâíî нулю.

При отклонении частоты напряжения U> от резонансной результирующее сопротивление второго контура 1.гС становится комплексным с преобладанием индуктивной или емкостной составляющей в зависимости от увеличения или уменьшения частоты. Если частота питающего напряжения больше резонансной частоты контура L>C (фиг. 3), вектор тока 4 отстает от Е» на угол, определяемый составляющими комплексного сопротивления этого контура. В результате поворота тока i>. напряжение U поворачивается на тот же угол относительно потока Фь Напряжение U,g при этом отлично от нуля. Чем больше отклонение частоты

f> питающего напряжения от резонансной f<, тем больше угол q> поворота вектсров 4 и U2 и возрастает разность напряжений U„, — U„„Ýòoé зависимостью определяется линейный участок характеристики датчика AI„,„. =I„— I в зависимости от частоты (фиг. 4). Ниспадающая часть характеристики показывает, что при значительном отклонении Л частоты от резонансной сопротивление второго контура, которое при резонансе было минимальным и чисто активным, возрастает, и ток 4 уменьшается. Кроме того, отклонение частоты от резонансной приводит к уменьшению входного сопротивления датчика и, следовательно, к увеличению тока ь При наличии сопротивления источника питания возрастание тока i, вызывает снижение U „, и U

В замкнутой системе регулирования частотный датчик скорости

ЧДС получает питание с колец асинхронного двигателя АД, а нагрузкой его являются обмотки управления промежуточных магнитных усилителей ПМУ (фиг. 5). Частота напряжения на зажимах ротора пропорциональна скорости вращения двигателя. Поэтому выходной сигнал датчика скорости пропорционален отклонению скорости двигателя от заданной. При этом полярность сигнала обеспечивает увеличение или снижение скорости двигателя, работающего в замкнутой системе регулирования. Частотный датчик скорости ЧДС в замкнутой системе дает возможность регулировать резонансную частоту, обеспечивая тем самым регулирование скорости асинхронного двигателя. Резонансная частота датчика регулируется путем изменения емкости (ступенчато) или индуктивности (плавно). В первом случае переключаются конденсаторы, Во втором случае меняется ток обмотки цодмагничивания К„(фиг. 6).

Частотный датчик выполняется на двух магнитопроводах, набранных из Ш-образного железа, а обмотка подмагничивания lan располагается на магнитных вставках между сердечниками. Такая конструкция датчика дает возможность выполнить подмагничивание постоянным током без наведения переменной э.д.с. в обмотке подмагничивания.

Связь частотного датчика с промежуточными магнитными усилителями можно осуществить по схеме на фиг. 1, включая обмотки управления на зажимы а и b. Однако более высокий к.п.д. получается при применении схемы с магнитным суммированием (фиг. 7). Для приведения № !35529 работы датчика в соответствие с сопротивлением обмоток магнитного усилителя применена отдельная первичная обмотка и сделаны отпайкч от обмотки колебательного контура.

Предмет изобретения

1. Статический бесконтактный частотный датчик скорости асинхронного двигателя, содержащий индуктивность и емкость, образующие колебательный контур с собственной частотой, равной частоте тока ротора контролируемого двигателя в номинальном режиме, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, выход датчика ооразован из двух активных сопротивлений, подключенных через диоды к разным обкладкам конденсатора колебательного контура для получения выходного тока, величина и знак которого зависят от величины и знака изменения частоты.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью регулирования уставки частоты, конденсаторы выполнены секционированными и на входе колебательного контура включен дроссель насыщения.

Фие f

Ez

Фиг 2 № 135529

Фы 7

Редактор В. М. Парнес

Техред А. А. Камышникова Корректор В. П. Фомина

Подп. к печ. 8Х1-61 г

Зак. 5083 д. 2/б

Типографии ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР. Москва, Петровка, 14.

Формат бум. 70 X 108 /,6

Тираж 1150

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., Объем 0,44 изд. л.

Цена 9 коп, и открытий