Способ определения величины и направления скорости вращения вала

Способ определения величины и направления скорости вращения вала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(51) Дополнительное к авт. свид-"-у (22) Заявлено 04.11.74 (21) 2076179/24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.08.76Бюллетень № 80 (45) Дата опубликования описания 10.11.76

Гасударственный комитет

Cosaòо Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.825 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Иванов и И. Я. Фесенко (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ И НАПРАВЛЕНИЯ

СКОРОСТИ ВРАШЕНИЯ ВАЛА

Изобретение относится к способам измерения фазовых сдвигов и производных от них и может быть использовано при построении автоматических и вычислительньсх устройств.

Известен способ измерения первой разности фазовых сдвигов выходного напряжения фазоврашателя относительно его напряжения питания, включаю ший опер ации пре образования фазовых сдвигов выходного напряжения фазоврашателя относительно его напряжения )0 питания во временные интервалы путем формирования фазовых импульсов в моменты однозначного перехода через ноль выходного напряже ния фаз овраша тел я, пре образования этих интервалов в код, запоминание получен- 1б ных кодов на время, равное интервалу между моментами двух последовательных измерений фазовых сдвигов, вычитание кода, соответствуюшего предшествуюшему моменту измерения, из кода, соответствующего последнему 20 моменту измерения фазовых сдвигов (.1)

Недостатком известногo способа является наличие операции преобразования временных интервалов, пропорциональных фазовым сдвигам, в код, разрядность которого велика, по 25 сравнению с разрядностью кода первой разности фазовых сдвигов. Кроме того, вьптолнение всех операций известного способа требует значительного времени измерения. Наиболее близким к изобретению является способ определения величины и направления скорости врашения вала, основанный на сравнении периодов питающего напряжения и выходного напряжения фазоврашателя(2), Однако этот способ .характеризуется низкой разрешаюшей способностью измерения, Время измерения всегда больше полупериода питающего напряжения фазоврашателя.

Для повышения разрешаю пей способности и быстродействия предлагается формировать сигнал стабильной частоты, которым модулировать выходное напряжение и питаюшее напряжение фазоврашателя, выделять напряжения разностных частот, сравнивать между собой их периоды и по разности и знаку определять величину и направление скорости врашения вала.

При осушествлении описываемого способа формируют дополнительный сигнал стабиль— ной частоты оТ генератора синусоидального

525025 сигнала Лучше делать это с помощью делители от источника, вырабатывающего напряжения питания фазоврашателя. Частоту сигнала выбирают исходя аз выражения

«о= ? р?с. P«a? (1) ( где -1р — частота формируемого сигнала (гц) ° цсс

« „- частота напряжения питания фазовращателя (Гц);

1 — число пар полюсов фазовращателя;

« — угловая частота скорости смешения (об/с) .

Значение 1 р выбирают эмипирическим путем, исходя из заданной разрешающей способности измерения, требуемого времени из15 мерения и диапазона измеряемой угловой частоты 1 „. Приблизительно, угловая частота скорости смещения на два порядка выше измеряемой угловой частоты.

Сформированный сигнал и выходное напряжение фазовращателя смешивают на кольцевом модуляторе для выделения разностной частоты. Период разностной частоты между указанными сигналами измеряют с помощью 25 частотомера. Аналогично находят период разностной частоты между сформированным сигналом и питающим напряжением фазовращатепя. По величине полученных периодов и их разности определяют величину измеряемой

30 угловой скорости вращения ротора фазовращатепя. Знак разности определяют направление вращения.

Содержанием способа является сравнение периодов выходного и питающего напряжений

35 фазовращатепя. Известно, что при равномерном вращении ротора фазовращателя происходит непрерывное измерение фазы выходного напряжения фазовращателя относительно его напряжения питания. Всякое непрерывное из40 менение фазы вызывает изменение частоты, следовательно, частота выходного напряжения фазовращателя в этом случае отличается от частоты питающего напряжения. Формирование специального сигнала и добавление к измеряе-5 мому эквивалентно добавлению к измеряемой скорости, так называемой, скорости смещения и приводит z уменьшению времени измерения. добавление сформированного сигнала к измеряемому производится путем определенияпе- д> риодов разностных частот между сформирован. ным сигналом и выходным и питающим напряжениями фазовращателя, при этом происходит измерение масштаба временного интервала разности периодов выходного и питаю- 56 щего напряжений фазовращателя, что приводит к повышению разрешающей способности измерения.

Известно, что при вращении ротора фазовращатепя с угловой частотой 1 „разность пе-60 риодов выходного и питающего напряжений фазовращателя А Т находится из выраженим р «

«rLC= - (T +@С) (?) где 7 — п рд — период питающего напряжения фазовращателя. Произведя замену Т оп. «( наидем частоту выходного напряжения фазо вращателя («?сс = оп. — Р «?сс

Положительный знак соответств тствует встречному направлению вращения ротора и магнитного поля фазоврашателя. Отрицательный знак соответствует согласному направлению их вращений.

Пусть

QA ?IK

Найдем периоды разностных частот Т, и

T,„ìåæäó сформированным сигнало лом ивы ходным и питающим напряжениями фазовращателя

К оп- о=P«о= Т

2 где К вЂ” постоянная, зависящая от единицы измерения периода разностных частот.

Подставив выражения (5) и (C), получим

КСТ -Т 2

2 1 (6(P Tz Tq т. е, значение периодов Т и Т достаточно

1 r для вычисления значений f

?сс K

Производя замену в формуле (6Ц = получим

РТ где Т„ „- время измерения описываемым способом;

И вЂ” временной интервал, характеризующий разрешающую способность измерения.

При измерении первой разности фазовых сдвигов известными способами, фазовыйсдвиг, наблюдаемый за время измерения 1и,, и выраженный в виде временного интервала ht

1 находит из выражения (2)

Р «,„ ьtuSьonБ

Нр> одинаковой разрешающей способности измерения

1 yf

Т - Т йЪм.

2 on. 1 б он. т.е- Т„= Т д)

P o

ОП нз изм т.е. время измерения описываемым способом значительно меньше времени измерения известными способами измерения первой разности фазовых сдвигов. При частоте напряжения питания фазоврашателя порядка нескольких ки15 логерц зто утверждение справедливо для диапазона измерения измеряемой угловой czopocти от 0 до 1000 об/мин.

Формула изобретения

Способ определения величины и направле- 20 ния скорости вращения вала, основанный на сравнении периодов питающего напряжения и выходного напряжения фазовращателя, о т— л и ч а ю ш и и с я тем, что с целью повышения разрешающей способности и быстродействия способа, формируют сигнал стабильной частоты, которым модулируют выходное напряжение и питающее напряжение фазовращателя, выделяют напряжения разностных частот, сравнивают между собой их периоды и по разности и знаку- определяют величину и направление скорости вращения вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

Г тис Э.И. Преобразователи информации электронных цифровых вычислительных устройств. Энергия, М., 1970, с. 215.

2. Авт. св. СССР N 334582, М.Кл.

Q 08С 9/04, 1 970.

Составитель И. Назаркина

Редактор Л. Тюрина Техред А. Демьянова Корректор Т. Кравченко

Заказ 5113/562 Тираж 1029 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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