Способ бесконтактного определения частоты вращения коллекторных электродвигателей

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения скорости вращения коллекторных электродвигателей постоянного и переменного тока. Цель изобретения - повышение точности за счет увеличения соотношения сигнал - шум информативного сигнала. Электромагнитные радиоволны, излучаемые работающим электродвигателем 1, индицируют ЭДС на входе радиодатчика 2. С выхода радиодатчика 2 сигнал поступает в анализатор 3 спектра для определения спектрального состава электромагнитного излучения. С аналогового выхода анализатора 3 спектра сигнал подается на входы самопишущего потенциометра 4 и аналого-цифрового преобразователя вычислительного устройства 5. Определение скорости вращения коллекторных электродвигателей производят путем анализа спектров радиоизлучения . Если первый пик слабо проявляется на фоне низкочастотных радиопомех , для определения скорости вращения используют два наиболее сильно выраженных резонансных пика. Измерив частоты этих пиков и вычислив разность между ними, делят полученную величину на разность порядков и таким образом определяют частоту, соответствующую скорости вращения электродвигателя . 5 ил. С 4 СО ю ю 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 P 3/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И AВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬС ГВУ

В»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЗНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4616316/10 (22) 07.12,88 (46) 07.05.92. Бюп. 1Ф 17 (71) Белорусский политехнический институт (72) Л.И.Гречихин и В.Б. Тимошевич (53) 531.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 794527, кл. С 01, P 3/489, 1978.

Лассан В.Л. и др. Опыт разработки аппаратуры для измерения параметров движения ЛДНТП, 1972, с. 18, 19. (54) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ КОЛЛЕКТОРНЫХ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь - зовано для определения скорости враще, ния коллекторных электродвигателей, постоянного и переменного тока. Цель изобретения — повышение точности за счет увеличения соотношения сигналшум информативного сигнала, Электро„Я0„„1732280 А 1

2 магнитные радиоволны, излучаемые работающим электродвигателем 1, индицируют ЭДС на входе радиодатчика. 2. С выхода радиодатчика 2 сигнал поступает в анализатор 3 спектра для определения спектрального состава электромагнитного излучения. С аналогового выхода анализатора 3 спектра сигнал подается на входы самопишущего потенциометра 4 и аналого-цифрового преобразователя вычислительного устройства 5. Определение скорости вращения коллекторных электродвигателей производят путем анализа спектров радиоизлучения. Если первый пик слабо проявляется на фоне низкочастотных радиопомех, для определения скорости вращения используют два наиболее сильно выраженных резонансных пика. Измерив частоты этих пиков и вычислив разность между ними, делят полученную величину на разность порядков и таким образом определяют частоту, соответствующую скорости вращения электродвигателя ° 5 ил. Электромагнитные волны, излучаемые работающим электродвигателем 1, индуцируют ЭДС на входе радиодатчика 2,.;

Сигнал усиливается и подвергается предварительной обработке..С выхода радиодатчика 2 сигнал поступает на анализатор 3 спектра для определения спектрального состава электромагнитного излучения. С аналогового выхода анализатора 3 спектра сигнал подается на входы саиопишущего потенциометра 4

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения скорости вращения коллекторных электродвигателей постоянного и переменного тока.

Целью изобретения является повышение точности за счет увеличения соотношения сигнал — шум информативного сигнала.

На фиг.1 представлена схема уст. ройства для реализации способа; на фиг.2-5 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Цифрой 1 на фиг.1 обозначен исследуемый электродвигатель. Устройство для реализации способа содержит радиодатчнк 2, анализатор 3 спектра, потенциометр 4 самопишущий, вычислительное устройство с аналого-цифровым преобразователем 5. на входе и индикатор 6.

На фиг.2 обозначена через 7 спектральная характеристика U = CP(f) радиоизлучения электродвигателя, где

U — наводимое напряжение, а f — частота, пик первого порядка 8, пик 4-го порядка 9, пик 7-го порядка 10, пики вероятной электромагнитной наводки с частотой сети .11.

На фиг.3 обозначена через 12 спектральная характеристика тока через электродвигатель I = P(f), где I —переменная составляющая тока, f — частота, пик первого порядка 13, пик

4-го порядка 14, пик 7-ro порядка 15.

На фиг.4 обозначена через 16 спектральная характеристика амплитудных модуляций радиоизлучения на частоте

t50 кГц, пик первого порядка 17, пик

4-го порядка 18, пик 7-ro порядка 19.

На фиг.5 обозначена через 20 зависимость частоты f первого резонансного пика от скорости вращения электродвигателя 10.

Способ реализуется следующим образом.

Ф

32280 4 и аналого-цифрового преобразователя вычислительного устройства 5. Самопишущий потенциометр 4 осуществляет за-. пись спектрограмм с целью дальнейшей обработки. Вычислительное устройство производит экспресс-анализ полученных спектров радиоизлучения по заданным программам и выдает информацию на йн1р дикатор 6 для отображения полученных результатов.

Определения скорости вращения коллекторных электродвигателей производят путем анализа спектров радиоиз15 лучения (фиг.2 и 4).

С целью обеспечения наивысшей производительности скорость вращения находят путем измерения частоты первого резонансного пика 8 спектра радиоиз20 лучения (фиг.2) ° его частота соответствует скорости вращения электродвигателя, которая определяется по фор муле: Я = 60f, где Я вЂ” скорость вращения, об/мин, f — частота резонансного пика первого порядка, Гц. Если первый пик слабо проявляется на фоне низкочастотных радиопомех, для опре деления скорости вращения используют два наиболее сильно выраженных резо30 нансных пика, например пик 4-го порядка 9 и пик 7-го порядка 10. Измерив частоты этих пиков и вычислив разность между ними, делят полученную величину на разность порядков (7-4) и таким образом определяют частоту, соответствующую скорости вращения электродвигателя. Если необходимо увеличить точность измерения скорости вращения, например в 5 раз, выбирают

4Р ярко выраженный резонансный пик k-ro порядка, например, k = 7). Измерив частоту резонансного пика 7-ro порядка и разделив ее на семь, получают частоту, соответствующую скорости вра45 щения электродвигателя. Точность определения скорости вращения повышена в семь раз, что удовлетворяет поставленным условиям.

Для.сравнения на фиг.3 приведена

50 спектрограмма 12 переменной составляющей тока через электродвигатель с соответствующими резонансными пиками первого 13, четвертого 14 и седьмого

15 порядков. Видно соответствие час55 тот и амплитуд резонансных пиков аналогичным параметрам на спектре радио излучения.

Для проведения дистанционных измерений скорости вращения электродвига173 теля использование низкочастотного радиоизлучения затруднено, а часто и невозможно. Это связано с быстрым затуханием радиосигнала при увеличении расстояния до излучающего объекта. В этом случае целесообразно регистрировать высокочастотный радиосигнал, который медленнее затухает с увеличением расстояния. Кроме того, на расстоянии порядка нескольких длин волн высокочастотных колебаний происходит формирование электромагнитной волны, уМеНьшение амплитуды которой при увепичении расстояния до объекта происходит еще медленнее. Высокочастотные, колебания промодулированы низкими частотами искрообразования на коллекгоре электродвигателя. Продетектиро" ав высокочастотный сигнал и рассмотрев спектральный состав его амплитуд-.

«ых модуляций, фиксируют его идентичюсть со спектром низкочастотных ра-. иошумов. Определие скорости вращения производят путем анализа, спектра амплитудных модуляций по первому либо

6 и-тому резонансному пику, а также по разности частот между и-ным и k-м резонансными пиками согласно вышеизложенной методике.

f н — Йн к

25

Формула изобретения

Способ бесконтактного определения

10 частоты вращения коллекторных электродвигателей, заключающийся в регистрации радиоизлучения, по параметрам которого определяют скорость вращения, отличающийся тем, 15 что, с целью повышения точности за счет увеличения соотношения сигнал— шум, в информативном сигнале регистрируют частоты 1я и Е Н „ резонансных пиков радиоизлучения, где Н = О, 1 2—

4 номер гармоники; k — - натуральное чнсхю, не равное нулю, а частоту враще, ния f. электродвигателя определяют из соотношения

1732280

8 °

1732280

Составитель Е.Никитин

Редактор В.Бугренкова Техред A.Кравчук,. Корректор С.Шекиар

Заказ 1580 Тиржк Подписное

ВНИИПИ Государственного комктета по изобретениям и открытиям при KHT СССР.

113035, Москва, 3-35, Рауавкая наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ym ород, ул. Гагарица, 10!