Устройство для измерения электромагнитной постоянной времени якорной цепи электродвигателя

Устройство для измерения электромагнитной постоянной времени якорной цепи электродвигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

патс 1 нс. те н,е б..омиэте,.а,1 д

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

\.а (6 l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено; 01,1177 (21) 2542779/24-07 (51)М. Кл. с присоединением заявки №

Государствеиный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Н 02 К 15/00 (23) Приоритет

Опубликовано 250580 Бюллетень ¹ 19 (53) УДК 6 21. З1З .,2 (088,8) Дата опубликования описания 260580 (72) Автор изобретения

В,Л, Соседка

Днепропетровский горный институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ

ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ ЯКОРНОЙ IIEIIH

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ния; определение Т происходит при снятом токе возбуждения, следовательно, на 20-40Ъ измеренная Т отличается от истинной Тэ (истинная

Т характеризует переходные процессы в машине с подключенной обмоткой возбуждения), Область применения устройства ограничена, так как в большинстве случаев нет возможности определить Тэ, если наблюдается режим прерывистых токов. Вероятно появление аварийных режимов.Двигатель при малом статическом моменте может за счет остаточного магнитного потока при номинальном токе пойти в разнос (при определении электромагнитной постоянной времени на заторможенном двигателе ток обычно изменяют от нуля до номин BJI ь Ного) Изобретение относится к устройствам для измерения параметров электрических машин, а именно к устройствам, предназначенным для опредеЛения электромагнитной постоянной времени Т> якорных цепей электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения. Точное значение Тэ необходимо знать при расчетах и наладке промышленных систем регулирования с целью достижения этими системами оптимальных режимов функционирования, Известно устройство для измерения электромагнитной постоянной вре- 15 мени якорной цепи электродвигателя, содержащее индуктивную обмотку,датчик тока якоря, блок вычитания, блок интегрирования (1) . При определении Т этим устройством необходимо проинтегрировать разность между сигналом, пропорциональным току якоря.

Однако устройство обладает: малой точностью определения Т из-за включения B электромагнитн ло цепь дополнительных активных сопротивлений, а также за счет того, что индуктивное сопротивление якор\ ной цепи зависит от тока возбуждеИзвестное устройство для определения Тэ реализует интегральный метод определения Тэ (2), За счет включения порогового блока удалось увеличить точность в определении

Тэ вне зависимости от величины сопротивлений, включенных последовательно с. индуктивностью инерционного звена, т ° е. удалось исключить

736278

55 только первый недостаток рассмотрен ного выме устройства.

Известно также устройство для измерения электромагнитной постоянной времени якорной цепи электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения, содержащее датчики напряжения. тока и ЭДС якорной цепи, подключенные к трем входам масштабнрующего бгока, ныход которого через два последовательно соединенных ключа связан со входом сумматора — интегратора, управляющие входы ключей соединены с выходами первого и второго релейных блоков,первые входы которых через соотнетстнующие резисторы соединены с выходом датчика тока якорной цепи,а к другим входам релейных блоков подключены

)источники опорного напряжения (.3) .

Это устройство позволяет определять электромагнитную постоянную времени якорной цепи на вращающей машине.

Согласно этому устройству необходимо проинтегриронать на рабочем участке разность между сигналом„пропорциональным напряжению, подавае-. мому на якорь двигателя, и между сигналами, пропорциональными оборотам (ЭДС E) и току 1 двигателя.

В этом устройстве сигнал, пропорциональный оборотам (ЭДС), берется с выхода тахогенератора, что ограничивает область применения данного устройства только двигателями, валы которых соединены с тахогенераторами.

Бель изобретения — расширение области применения.

Бель достигается тем, что в устройство введен дополнительный источник опорного напряжения, а датчик ЭДС выполнен в виде интегра"oра, один из входов которого соединен с выходом датчика тока, а второй вход — с выходом дополнительного источника опорного напряжения.

На чертеже показана функциональная схема устройстна.

Устройство 1 содержит интегратор-сумматор 2, к выходу которого подключен измерительный прибор 3, Вход интегратора-сумматора 2 подключен к выходу масштабного блока

4 через последовательно соединенные замыкающий 5 и размыкающий 6 ключи.

Масштабный блок 4 имеет три входа.

Один вход (с датчика напряжения якорной цепи 0 ) подсоединен к входу исследуемого звена 7 (за вход принимаем напряжения, подаваемяе на якОрь двигателя) через резистор 8.

Второй вход (вход ?R ) масштабного блока подсоединен к выходу исследуемого звена по току через резистор 9 (датчик тока). За выход исследуемого звена по току принято падение напряжения на добавочном сопротивлении якорной цепи, Третий вход (выход ЭДС Е) подсоединен через резистор 10 к ныходу интегратора 11, один вход которого подсоеди— нен к выходу исследуемого з вена по току (выход IR ) через резистор 12, а второй — к источнику 13 дополнительного спорного постоянного напряжения через резистор 14, Управляющий вход замыкающего ключа 5 подсоединен к релейному блоку 15, а управляющий вход размыкающего ключа

6 подсоединен к релейному блоку 16, Релейный блок 15 имеет дна входа: один вход релейного блока подсоединен к выходу исследуемого звена по току (вход 1Я) через резистор 17, а второй вход — к управляющему блоку

18 через переключатель 19, имеющий дна положения: положение P соответствует работе, положение К вЂ” калибровке. Величина постоянного напряжения от управляющего блока 18 определяет срабатывание релейного блока 15, Релейный блок 16 также имеет дна входа: один вход релейного блока подсоединен к выходу исследуемого звена по току (вход 1(1 ) через резистор 20, а второй — к управл яющему устройству 18 через переключатель 21, который, как и переключатель 19, имеет дна положения: положение P соответствует работе,положение К - калибровке. Кроме того, устройство имеет переключатель 22, который также имеет дна положения: положение К вЂ” калибровка, положение P — работа. В положении К интег— ратор-сумматор 2 работает н режиме сумматора (резистор 2-3), в положении P - в режиме интегратора (емкость 24) .

P абота у строй ст на подраздел яет c„ на три режима. Первый режим-компенсация холостого хода двигателя производится интегратором 11. В этом режиме источником 13 постоянного напряжения на нход интегратора 11 подается сигнал, равный пo величине, но противоположный по знаку сигналу холостого хода. Интегратор 11 остананлинается.

Второй режим — калибровка, В этом режиме устанавливаются коэффициенты передачи масштабного блока

4 по нходам 0,)R., E. Ошибка н определении коэффициентов приводит к ошибке в определении электромагнитной постоянной времени якорных цепей двигателя. Процесс калибровки включает в себя не только выставление коэффициентов, но и их проверку, При выставлении коэффициентов двигатель работает на установившейся скорости, интегратор-сумматор 2 работает в режиме суммирования, а переключатели 19, 21 и 22 переведены в положение калибровка (обратНая связь интегратора-сумматора 2

=остоит из резистора 23). В этом ре736278 l5

20 — с р(т I 1,® жиме размыкающий ключ 6 замкнут.и на интегратор-сумматор 2 от масштабного блока 4 подается напряжение. Затем отключается питание двигатЪля и производится сброс напряжения интегратора 11. После этих операций подается питание на исследуемое звено 7 (двигатель разгоняется) и интегратором-сумматором 11 интегрируется с запоминанием сигнал

-1„ (1 - динамическая составляющая тока, 1„„ - ток холостого хода). При этом на вход сумматора

4 подаются три сигнала: сигнал, пропорциональный напряжению питания двигателя (вход 0 ), сигнал пропорциональный току (входной ) и сигнал, пропорциональный ЭДС (вход E> . Проинтегрированное значение динамического тока определяет ЭДС двигателя.

Это, .можно показать, если записать уравнение моментов: где — „— маховой момент двигателя, ГiQ

5?5 скорость вращения, время, р — поток, с — коэффициент пропорциональИ ности.

Проинтегировав выражение (1), попучаем

575с ср — / g -i,„>a n) о

Умножим первую и правую часть выражения (2) на С Р, получим

575С сРС сР

= р - IV-I. ° о где С вЂ” коэффициент пропорциональности °

Теперь„ когда есть три сигнала

U,)Ц и Е, осуществляем их масштабирование. Масштабирование сигнала () осуществляется изменением коэффициента передачи масштабного блока

4 (резистор 8) до тех пор, пока стрелка показывающего прибора 3 не отклонится на всю шкалу, Затем резистором 10 изменяется коэффициент масштабного блока 4 по входу Е (вход

E противоположен по знаку входу О ), и необходимо добиться того, чтобы стрелка показывающего прибора 3 отклонилась на несколько делений (почти вернулась в нулевое положение).

Точное значение Е на данном этапе знать не надо: оно будет точно определено при дальнейшей калибровке, Предварительно можно сказать, что в 60 зависимости от типа и мощности двигателя сигнал Е составляет 85-993 от сигнала U .

После этого резистором, 9 выставпяется коэффициент передачи масштаб- 65 ного блока 4 по входуЩ: изменяются коэффициенты передачи этого блока и добиваемся нулевого показания прибора 3. Теперь приступаем к выбору начала. рабочего участка. Рабочий участок выбирается по величине сигналаЖ, В установившемся режиме onререааехса ток холостого хода сигнапа 1„„ k, выраженный в делениях показывающего прибора 3. Так как начаЛьный участок измерения Т определяется рабочим током двигателя, то можно, исходя из пропорциональности между сигналом холостого хода и показаниями прибора 3, определить начало рабочего участка, Для удобства калибровки целесообразно равенство, между входными сопротивлениями блоков 4, 15 и 16 по сигналу1Н .

Если, например, начало рабочего участка соответствует десятикратному значению тока холостого хода, то, изменяя напряжение задания

U H следует отклонить стрелку показывающего прибора на число делений в 10 раз превышающее число делений от сигнала тока холостого хода.

Конец рабочего участка определяется по той же методике, что и начало рабочего участка, Только конец рабочего участка определя тся вели.иной и напряжением задания

0>,к . После выполнения всех операцйй прибор считается предварительно откалиброванным.

Затем уточняют калибровку, т.е. уточняют коэффициенты передачи блока 4 по входам 0,1Q и Е. Для этого яереключатели 19, 21 и 22 переводятся в положение P — работа, Ин« тегратор-сумматор 2 1 ереводят в режим интегратора (в цепь обратной связи интегратора-сумматора включают конденсатор 24), Двигатель обес" точивается, а после его полной остановки на его якорь вновь подают растущее по произвольному закону до установившегося значения напряжения. Причем установившееся значение этого напряжения должно равняться напряжению, подаваемому на дви— гатепь в режиме калибровка .

После подачи напряжения на двигатель возрастают выходные сигналы

Я и Е, Когда N достигает величины напряжения задания начала рабочего участка 0> н, на выходе релейного блока 15 появляется сигнал на срабатывание замыкающего ключа 5.

Этот ключ срабатывает и интеграторсумматор 2 начинает интегрировать напряжение с выхода масштабного блока 4. При дальнейшем росте сигнал 1 достигает величину сигнала

LJ, и на выходе релейного блока К

l6 появляется сигнал на срабатывание раэмыкающего ключа 6. Этот ключ срабатывает и отключает вход интег736 278

8 ратора-сумматора 2 от масштабного блока 4, Интегратор-сумматор 2 перестает интегрировать без сброса резуль гата интегрирования, а результат интегрирования показывает измерительный прибор 3. Если коэффициенты масштабного блока 4 выбраны пранильНо, то показания измерительного прибора 3 соответствуют Т, так как Т определяется по следующей формуле

J (.О-К,f {I 1„„ и 1.-K QA)ж (y)

I Р.— I Р и где К„, К вЂ” коэффициенты передачи устройства по соответствующим входам, 1.R и I„R — соответствуют напряжениям U>), и U,,.„.

Однако значение Тя может отличаться от истинного за счет ошибок в коэ ффици ент ах передачи масшт абно го блока 4. Поэтому полученное значение Т нуждается в проверке. Пронерка осуществляется автоматически и достигается тем, что Т определяется ).На участке подъема и на участке спада динамического тока, На этом участке производная тока меняет знак и меняет знак функция на входе интегратора-сумматора 2. Бвиду того, что участок задания определения Т не изменился, то при правильно выбранных значениях коэффициентов передачи масштабного блока 4 измерительный прибор 3 должен показать ноль. Если измерительный прибор 3 не показал ноль, то коэф фициенты по входам Е и1Й выставлены с ошибками, Учитывая величину и знак отклонения стрелки показывающего прибора 3 при запуске двигателя и учитывая, что в установившемся режиме выполняется равеноство

0=Е +IR) следует уточнить коэффициенты масштабного блока 4. За три — семь пробных запусков двигателя удает ся выставить коэффициенты по входам

Я и Е, При правильно выбранных коэффициентах передачи масштабного блока 4 измерительный прибор 3 покажет ноль, Следующий режим — работа . Переключатель 19, 21 и 22 остается н положении P (сумматор-интегратор

2 работает в режиме интегрирования) „

На вход управляющего устройства 18 подается напряжение О>д„, Это напряжение запрещает интегрировать сигнал с выхода масштабного блока 4 на спадающей ветви динамического тока, Таким образом, если на управляющее устройство 18 подается дна сигна.ла: U )) и сигнал с ныхода релейного блока 16, то такая комбинация сигналов з апрещает повторное включение разминающего ключа 6 на участке спадания динамического тока. Следовательно, Устройство работает так же, как и н режиме калибровки, но так как нет повторного интегрирования, то показания прибора пропорциональны электромагнитной постоян«1ой нр-мени, В общем случае для определения

Т нужно осуществить операцию дютеHHH согл:.". o выражению (4), Однако в частном случае„. когда жестко задана рази-)сть 1), -1, деление может быть Учтено изменением коэффициента. передачи измерительного блока 3, Устройство позволяет определить

ТЭ быстро и с большой точностью, что снижает затраты времени на. Наладку систем автоматического регулирования и повыаает качество наладочных работ ° Устройство может быть использовано HB электродвигателях, не содержащих датчики скорости, что расширяет область применения уст— ройстна, Формула изОбретения

Устройство дяя измерения электромагнитной постоянной времени якорной цепи =-.!iåêòродвигателя постоян— ного тока незанисимого возбуждения, содержащее датчики напряжения, тока H ЭДС якорной пепи, подключенные трем входам мас1 "табиоующеГО блОка, ныхоц которого через два последОнательно сОединенных клю iB связан со вхОдом cóмматООа ивтеГратО ра, управляющие входы клю ей соединены с ныходами первого и нтОрО го ре))ейных блоков, первые входы которых через соответствующие резисторы соединены с выходом датчика.

ТоКи якорной цепи, а к другим входам релейных блоков подключены источники спорного напряжения, О л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ра=к)ирения области применения,. введен дополнительный источник опорКОГО нагряжения, B дат«1ик ЭДС выполнен н виде интегратора, один из входон которого соединен с выходом датчика тока, а нторой вход — с выходом дополнительного источника опорного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Борцов Ю,A. и др. Экспериментальное определение параметров автоматизированных электроприводон, i1, Энергия „ 1969.

2„ Авторское свидетельство CCCP

Р 467332, кл, C) 05 В 23/04, 1974,, 3. Авторское свидетельство СС P по заЯвке 9 2175924)г18 кл: Н 02 К 15/ОО, 1977,