Устройство для измерения электромагнитного момента в синхронных электродвигателях

ОПИС Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

334495

СОюз Советскиз

Сопнглнстических

Гссптблнн

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидстельства ¹

Заявлено 08Х1,1970 (№ 1442082!24-7) м. К. G Oll з оо

Н 021с 11/00 с присоедпнеш(ем заягки ¹ ттомитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано 30.111.1972. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 2.VI.1972

УДК 621.,313.323:531. .789. 1 (088.8) Автор изобретения

Б. Е. Синдаловский

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО

МОМЕНТА В СИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯХ

Изобретение касается электротехники и может найти широкое применение при экспериментальном исследовании в динамических и статических режимах синхронных электродвигателей с ненасыщенной магнитной системой.

Известны, например, устройства для измерения электромагнитного момента, в которых в качестве датчика используются тензодатчики, размещенные на втулке и соединенные по мостовой схеме (Б. К. Карпенко, Н. С. Рубан.

Испытание шаговых электродвигателей. Сборник «Электродинамические силы, потери и параметры электрических машин», К., Наукова думка, 1966).

При измерении электромагнитного (реактивного) момента применяется устройство для его записи, которое состоит из дифференциального индуктивного датчика, электропривода и вспомогательной аппаратуры: стабилизатора напряжения, звукового генератора, электронного усилителя и шлейфного осциллографа (Б. Х. Коник. Исследование реактивных моментов в некоторых типах микромашин.

Судпромгиз, 1959, стр. 94). В устройстве с помощью гальванометра осциллографируется кривая, пропорциональная моменту.

Устройство измеряет полезный момент на валу, отличающийся от реактивного (элсктромагнитного) момента па величину момента механических потерь, и применяется в электродвигателях, где величина реактивного момента значительна. Однако с помощью приведенных и других известных устройств для измерения реактивных моментов определяется

5 момент на валу(полезный момент), а не реактивный (электромагнптный) момент. Кроме того, для измерения реактивных моментов требуется сложное оборудование.

Описываемое устройство для измерения

10 электромагнитного (реактивного) момента в синхронных электродвигателях содержит, как обычно, датчик э. д. с. в виде измерительной обмотки, располо>кенной в зоне статорной обмотки.

15 Цель изобретения — упрощение устройства и повышение точности измерения.

Для этого устройство снабжено двумя гальванометрами мощности, петли которых включены параллельно указанному датчику э. д. с., 20 одна непосредственно, а вторая через интегрирующий контур, обмотки же электромагнитов гальванометров соединены последовательно со статорной обмоткой двигателя, одна непосредственно, а другая через дифференцирую25 щую цепочку, причем параллельно обмотке электромагнита гальванометра с петлей, подключенной к интегрирующему контуру и дифференцирующему контуру включен резистор.

Для повышения надежности работы уст30 ройства последовательно с петлями гальвано334495

МеТроа мощности могут быть включены предохранительныее резисторы.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема описываемого устройства.

Устройство содержит измерительную оомотку 1, гальванометр мощности с обмоткой электромагнита 2 и петлей 8, последовательно с которой включен предохранительный резистор 4, резистор 5, дифференцирующий контур, состоящий из резистора б и конденсатора

7, интегрирующий контур, состоящий из резистора 8 и конденсатора 9, гальванометр мощности с обмоткой электромагнита 10 и петлей

11, последовательно с которой включен предохранительный резистор 12, вольтметр И и выключатель 14.

С помощью устройства реактивный момент определяется исходя из его выражений при ненасыщенном магнитопроводе (p = cosnt)

>>> 1 (ф >и 1 //

М(0) = y — гк —,, — ф„

2 de 2 de

= м,(о) — м,(å), где М (О) — реактивный момент, М1 (6) и М2 (О) — составляющие реактивного момента, ц — магнитная проницаемость материала магнитопровода, Π— угол поворота ротора, к — число контуров (катушек, катушечных групп) статорной обмотки 15, создающих момент, т — номер контура, расположенного на статоре, гк — ток к-го контура статора, 1„ — потокосцепление к-ro контура статора.

Составляющая реаткивного момента, нм:

Лг(6) =, — гк = — 4,78 — ), " гкек, 1 2 d0 и к1И „ где и — скорость вращения ротора, об/мин, W, — число витков к-ro контура статора, W„ — число витков к-ой измерительной обмотки, гн — ток к-ro контура статора, а, е„— э. д. с. к-ой измерительной обмотки, К

dO 2к

dt 60 и, рад/сек.

Пропуская через обмотку электромагнита ваттметрового гальванометра ток к-го контура (катушки, катушечной группы, фазы) статорной обмотки и подводя к петле ваттметроm вого гальванометр а э. д. с. е„(e,) измерик=I тельной обмотки, осциллографируют кривую мощности, пропорциональную составляющей реакт.>вного момента М1(0) .

Для масштабирования заосциллографированой кривой к обмотке электромагнита и петле ваттметрового гальванометра, не меняя сопротивлений измерительных цепей и скорости развертки, подводятся заданные постоянные ток и напряжение.

Составляющая реактивного момента, нм:

<к о г

>и

>S = — 4,78 g " " ) e„C>, к 1 2к о

dг,< где

dt производная тока к-го контура статора, а/сек, 20

t е,й — интеграл э. д, с. к-ой измерительной обмотки, сек.

<г < к

Сигналы, пропорциональные и

К снимаются с д>ифференцирующего и интегрирующего контуров.

Для установления связи между током диф<г г,< ференцирующего контура и производной

dt имеющей в данный момент определенное значение, гальванометрами одновременно осциллографируются ток дифференцирующего контура, ток г„и сигнал отметчика времени.

С помощью графического дифференцирования кривой i„, выбирая соответствующее полюсное расстояние 1(дел. t) добиваются, что40 бы кривая тока дифференцирующего контура

d i>< была одновременно кривой с масштаdt ггг>к Г дел. i„1 Г дел. i„1 бом а11 — г — — ) m«

45 mt а ) а

Гдел. t 1 — масштаб тока г„, нг, ) — масштаб вре(сек менп.

Из сравнения масштаба т; и масштаба тока дифференцирующего контура m а

di в а/сек

dt определяется, какая величина

55 соответствует одному амперу тока, текущего через дифференцирующий контур.

Далее устанавливается связь между напряжением, снимаемым с интегрирующего конту60 t ра, и I е,Ж, для чего гальванометрами одноо временно осциллографируется напряжение, снимаемое с интгрирующего контура, э. д. с. ек

65 н сигнал отметчика времени.,334495

С помощью графического интегрирования кривой е„, выбирая соответствующее полюсное расстояние юг(дел. 1г), добиваются, чтобы кривая напряжения, снимаемого с интегрирующеt го контура, была одновременно кривой (e„dt

О с масштабом

m« — mt дел. е, дел. е„. — масштаб э.д. с. е„, mt, масштаб

Г дел. t 1 сек времени.

/дел. е N

Из сравнения масштаба и, ) и мас1, сек )

/дел. е, штаба напряжения т„ !, снимаемого с

b ) интегрирующего звена, устанавливается, какая

t величина I e„dt в секунду соответствует одО ному вольту напряжения, снимаемого с интегрирующего звена.

Приведенные соотношения позволяют определить коэффициент, связывающий величину к — 1 е„Ж(1га) и один ва мощности, nodt лученной от перемножения тока дифференцирующего контура на напряжение, снимаемос с интегрирующего контура. ,"Пропуская через обмотку электромагнита ваттметрового гальванометра ток дифференцирующего контура и подводя к петле гальванометра напряжение, снимаемое с интегрирующего контура, осциллографируют кривую мощности, которая с учетом масштаба, полученного при подведении к обмотке электромагнита и петле ваттметрового гальванометра постоянных тока и напряжения, и коэффициента перехода от произведения тока дифференцирующего звена на напряжение, снимаемого с интегрирующего контура, к произведению г 1к е„.dt будет пропорциональна соо ставляющей момента M (0).

Описываемое устройство работает следующим образом.

Гальванометр мощности с обмоткой электромагнита 2 и петлей 8 записывает произведение тока статорной обмотки 15 на э. д. с. измер ительной обмотки 1 — мощность, пропорциональную одной составляющей реактивного момента, и одновременно гальванометр мощности с обмоткой электромагнита 10 и петлей

l1 записывает произведение тока, пропорционального производной тока статорной обмотки 15 на напряжение, пропорциональное интегралу от э. д. с. измерительной обмотки 1,— мощность, пропорциональную второй составляющей электромагнитного момента.

Вольтметр 18 с выключателем 14 контролируют напряжение на рабочей обмотке 15.

Для масштабирования заосциллографированных кривых к обмоткам электромагнитов

2, 10 и петлям 8, 11 ваттметровых гальванометров, не меняя сопротивлений измерительных цепей и скорости развертки, подводятся заданные постоянные ток и напряжение.

Для установления связи между током дифференцирующего контура, состоящего из резистора б и конденсатора 7, и действительной производной тока статорной обмотки 15 вместо обмоток электромагнитов 2 и 10 гальванометров мощностей включают два гальванометра и одновременно осциллографируют ток статорной обмотки 15, ток дифференцирующего контура и сигнал отметчпка времени.

Для установления связи между напряжением, снимаемым с интегрирующего контура, состоящего из резистора 8 и конденсатора 9, и интегралом э. д. с. измерительной обмотки 1 вместо петель 8 и 11 гальванометров мощности включают два гальванометра и одновременно осциллографнруют э. д. с. измерительной обмотки 1, напряжение на интегрирующем контуре и сигнал отметчика времени.

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения электромагнитного момента в синхронных электродвигателях, содержащее датчик э. д. с. в виде измерительной обмотки, расположенной в зоне статорной обмотки, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности измерения, оно снабжено двумя гальванометрами мощности, петли которых включены параллельно указанному датчику э. д. с., одна непосредственно, а вторая через интегрирующий контур, а обмотки электромагнитов гальванометров соединены последовательно со статорной обмоткой двигателя, одна непосредственно, а другая через дифференцирующую цепочку, причем параллельно обмотке электромагнита гальванометра с петлей, подключенной к интегрирующему контуру, и дифференцирующему контуру включен резистор.

2. Устройство по п. 1, отгичающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, последовательно с петлями гальванометров мощности включены предохранительные резисторы..334495

Составитель И. Днепровская

Редактор T. Загребельная

Корректор Т. Бабакина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 164376 Изд. № 707 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5