Устройство для измерения частоты скольжения асинхронного двигателя

Устройство для измерения частоты скольжения асинхронного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИС ".А.Н:И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Соаетсиин

Социалистические

Респубпии (<1) 6061 39

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 26.01.76 (21)2319458/18-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл. 01 К 23/00

Гвсударственнн1й комитет

Совета Мнннстров СССР по делам нзооретеннй н открытей (43) Опубликовано 05.05.78. Бюллетень №17 (53) УДК621.317.761 (088.8) (45) Дата опубликования описания 13.04.78 (72) Авторы изобретения

И. А. Альтшулер, С. О. Кривицкий и И, И. Эпштейн (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ

СКО 1ЪЖЕНИЯ. АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано для контроля асинхронного двигателя и управления режимом его работы.

Известно устройство цля определения 5 частоты скольжения асинхронного двигателя, содержащее катуш ку инцуктивн ости, ра зм е щенную непосредственно у статора, К ка— тушке подключены лавинно-пролетные диоды, выходы которых связаны с индикатором, 10 фиксирующим скольжение (1) .

Однако устройство обладает низким бысч роцействием.

Наиболее близок к предлагаемому устройство (2), содержащее блок формирования рзз- 15 ностных импульсов, блоки суммирования и формирования импульсов> ключи с управляющим логическим блоком, преобразователь

»частота-напряжение". Сигналы синхронной скорости Ю о и фактической скорости(е) 20 подаются на соответствующие блоки суммирования напряжения и формирования импульсов, На выходе каждого из блоков получается ряд импульсов, частота KoTc>pb>x вцвое превышает исходные частоты зацания íà вхо-25 це. Удвоение частоты позволяет избежать ошибок при измерении частоты скольжения, связанных с перекрытием импульсов Ы)с и QQ, Эти два ряда импульсов подаются через управляемые ключи на соответствующие входы блока формирования разности импульсов. Импульсы разности, определяющие частоту скольжения, с вь>хода блока формирования поступают на вход преобразователя "частота-напряжение».

Аналоговое напряжение - О, снимаемое с выхода преобразователя, несет информацию о частоте скольжения, Однако рассмотренное устройство не обладает достаточным быстродействием, так как частота скольжения измеряется с частотой повторения Я с — СЮ . Поэтому такое устройство цля измерения частоты скольжения асинхронного двигателя, составляющей единицы или доли герц, в частотно-регулируемых приводах с регуляторами скольжения непригодно.

Цель изобретения — повьпиение быстродействия измерения частоты скольжения, Достигается эта цель тем, что в устройство цля измерения частоты скольжения аонн-хронного двигателя, содержащее блок задания непрерывного положительного напряжения, последовательно соединенные логический блок, преобразователь "частота-напряжение, переключатель и блок формирования разностных @ импульсов, состоящий из источника напряжения отрицательной полярности, четырех последовательно соединенных ключей и резисторов и операционного усилителя, причем остальные выходы логического блока подключены 1О ко входам ключей блока формирования разностных импульсов и ко входам переключате,ля, в блок формирования рв чостных импуль сов введены два интегратора с диодами, подключенными параллельно каждому из них, ц причем вход первого интегратора через первый ключ и резистор соединен с выходом блока задания непрерывного положительного напряжения, а через второй ключ и резистор— с выходом источника отрицательного нвпряже- п ния, вход; второго интегратора через третий ключ и резистор подключен к выходу блока задания непрерывного положительного напряжения и через четвертый ключ и резистор— к выходу источника отрицательного напряжения, а выходы обоих интеграторов соединены со входом операционного усилителя.

Нв чертеже изображена функциональная схема устройства, Входящий в состав устройства блок формирования разностных импульсов 1 содержит операционные усилители 2 - 4, причем усилители 2, 3, звшунтированные соответственно конденсаторами 5, 6, представляют. собой интеграторы, диоды 7 и Я подключены ка- у тодамн ко входам операционных усилителей

2 и 3 и *. ерез соответствующие управляемые ключи 9 и 10 подсоединены ко входу блока

11 задания непрерывного положительного напряжения 0,,пропорционального фвкти- 40 ческой скорости, а через управляемые ключи

12, 13 соответственно - к источнику 14 напряжения отрицательной полярности, Выходы усилителей 2, 3 соответственно через конденсаторы 15, 16 подключены ко входу операционного усилителя 4, шунтированного резистором 17, Выход усилителя

4 через ключ 18 связан со входом преобразователя 19 частота-напряжение", содер- ай жашего операционный усилитель 20, в одну цепь обратной связи которого включен конденсатор 21, а в другую — соединенные последовательно ключ 22 и резистор 23, К пепи управления ключей 9> 10, 12, 13, 18, 95

22 присоединен управляющий логический блок 24, коммутирующий ключи, Блок 24 содержит триггер 25 со счетным входом, причем последний связан с блоком задания импульсов синхронной скорости OU<, Пря- 69 мой н противоположный выходы триггера 25 включены в управляющие пепи соответственно ключей 12 и 13 и подсоединены, также к первым входам элементов И 26 и 27 соответственно. Вторые входы элементов

И 26, 27 непосредственно связаны с блоком задания импульсов синхронной скорости

IN©, a их выходы — с прямыми входами соответственно триггеров 28, 29, Противо положные входы триггеров подключены к блоку задания импульсов фактической скорости

UO (на чертеже не показан). Выходы тригге- ров 29 и 28 подключены к цепям управления соответственно ключами 9 и 10. Входы блока 24 подключены ко i входам блока селекции 30, выход которого присоединен к цепям управления ключами 18, 22.

О < — напряжение фактической скорости.

Работает устройство измерения частоты скольжения следующим образом.

В момент времени л, соответствующий исходному состоянию, на прямом выходе триггера 25 появляется сигнал 1", на противоположном-сигнал 0", При этом ключ

12 замкнут, а ключ 13 .разомкнут. На выходах триггеров 28, 29 присутствуют сигналы "0 . Ключи 9 и 10 разомкнуты.

Входной сигнал усилителем 2 не интегрируется, так как выход последнего через диод 7 замкнут на его вход.

В момент t на триггер 25 подается импульс синхронной скорости 0D<, При этом на прямом его выходе возникает сигнал 0", на . противоположном- сигнал "1 .

Ключ 12 размыкается, а ключ 13 замыкается, На выходе элемента И 27 появляеч ся сигнал "1", который формирует на прямом выходе триггера 29 сигнал ".l, .замыкаюший ключ 9, через который на усилитель 2 подается непрерывное положительное напряжение, пропорциональное напряжению фактической скорости 0 IN, Напряжение Ц интегрируется усилителем 2 и через конденсатор 15.подается нв усилитель 4. Усилитель 3 шунтироввн диодом 8, поэтому напряжение источника 14 им не интегрируется, В момент t прихода импульса сигна3 ча фактической скорости на прямом выходе триггера 29 появляется сигнал "О", который размыкает ключ 9, На выходе усилителя 2 напряжение принимает фиксированное значение, а ток усилителя 4 становится равным нулю, В момент t+ на триггер 25 подается импульс сигнала синхронной скорости 00

При этом на прямом выходе этого триггера возникает сигнал "1", на противоположном— сигнал О, и ключ 12 замыкается, На вы606139 ходе элемент» П 26 возникает сигнал 1», Это приводит к тому, что на прямом выходе триггера 28 также появляется сигнал "1", который замыкает ключ 10, На выходе усилителя 2 напряжение уменьшается от фикси- 5 рованного в момент 4 З значения до нуля.

Одновременно на усилитель 3 через замкнутый ключ 10 подается непрерывное положительное напряжение фактической скорости

U, которое им интегрируется, Интегри-10 рованное значение сигнала снимается с выхода усилителя 3 и через конденсатор 16 подается на усилитель 4, В момент Ф4 через конденсатор 16 на усилитель 4 протекает ток, равный по величине и обратный по знаку т ку через конденсатор 15 в момент, причем его длительность равна интервалу времени t — $ (время инте3 2 грирования усилителя 2 ).

В момент на противоположные входы триггеров 28, 29 подается импульс сигнала фактической скорости . При этом на прямом выходе триггера 28 возникает сигнал 0", который размыкает ключ 10 и прекращает интегрирование сигнала на выходе усилителя 3 и, следовательно, прохождение тока на усилитель 4 через конденсатор 16 прекращается. В результате средний ток на на входе усилителя 4 пропорционален разности зафиксированных уровней напряжения усилителя 3 в момент t < и усилителя 2 в момент т, Далее устройство работает аналогично, Среднее значение тока на вхс де усилителя 4 за время между двумя сигналами можно найти из выражения

K Ф Т Т

®с

СР. Я Т

Ю с и) к2 С,=(-цц) 4О где

С

U — непрерывное напряжение фактической скорости;

3 — сопротивление цепи;

К вЂ” коэффициент пропорциональности; 4>

7 — период импульсов частоты фактической скорости; кой скорости;

T — период импульсов частоты синхрон4Up ной скорости, 50

Иэ формулы видно, что средний ток за время Т пропорционален раэностной частоте, Выходной сигнал усилителя 4 цодается на усилитель 20 преобразователя 19 "частота- у напряжение, причем этот усилитель является фильтром благодаря наличию конденсатора

21 в цепи обратной связи, Постоянная времени фильтра определяется частотой входного .сигнала . Ключи 18, 22 нормально замкнуты, Работа устройства предполагает поочередное получение импульсов (В и ИИ, но поскольку частоты QU и UU различны, бьвают такие периоды (например при (Q >0U), Ape которых два импульса частоты следуют подряд. При фиксации двух импульсов частотой 4U блок 24 размыкает цепи управления ключей 18, 22, При этом на вход усилителя 20 не поступает ложная информация с конденсатора 21. Конденсатор не разряжается благодаря отключеник ключа 22.

После того как вновь начинают поступать поочередно импульсы, частот СВ и OL} блок

24 замыкает ключи 18, 22.

Устройство позволяет измерять разностную частоту QU g — 00 с частотой

OU которая на порядок выше частоты (Ю вЂ” сВ что обусловливает эначительное повышение быстродействия, При этом на достоверность результатов измерения не влияет такая последовательность импульсов, когда импульсы а) следуют подряд.

Формула изобретения

Устройство для измерения частоты скольжения асинхронного двигателя, содержащее блок задания непрерывного положительного напряжения, последовательно соединенные логический блок, преобразователь "частотанапряжение", переключатель и блок формирования разностных импульсов, состоящий иэ источника напряжения отрицательной полярности, четырех последовательно соединенных ключей и резисторов и операционного усилителя, причем остальные выходы логического блока подключены ко входам ключей бл тка формирования разностных импульсов и ко входам переключателя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в блок формрирования раэностных импульсов введены два интегратора с диодами, подключенными параллельно кажaoìó из них, причем вход первого интегратора через первый ключ и резистор соединен с выходом блока задания непрерывного положительного напряжения, а через второй ключ и резистор — с выходом источника отридательного напряжения, вход второго интегратора через третий ключ и резистор подключен к выходу блока задания непрерывного. положительного напряжения и через четвертый ключ и резистор — к выходу источника отрицательного напряжения, а выходы интеграторов соединены со входом операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США N 3378744, кл, 318-167, 1968.

2, Патент США И 3544870, кл, 318-227, 1970, 6061 39

Составитель 11. Воронина

Редактор Б. Федотов Тс хрса А, Богдан Корректор H. Ковалева

3лкло, ?411/34 Тираж 1112 Подписное

11ИИИПИ Государственно о комитета Совета Министров СССР ио долом изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал fllll i "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4