Способ измерения крутящего момента асинхронного электродвигателя

Номер инновационного патента: 21034

Опубликовано: 16.03.2009

Авторы: Мельников Виктор Юрьевич, Умурзакова Анара Даукеновна

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в электроприводах для измерения момента в установившихся и переходных режимах.
Технический результат изобретения - повышение точности измерения крутящегося момента в динамических режимах работы электропривода.
Результат достигается за счет того, что вначале измеряют мгновенные значения фазных токов и напряжений двух фаз обмоток статора асинхронного электродвигателя, температуру t проводников обмотки статора асинхронного электродвигателя, частоту f основной гармоники напряжения статора асинхронного электродвигателя. Далее с учетом измеренных фазных токов ia, ib и фазных напряжений иа, иb соответственно фаз А и В, измеренных частоты f основной гармоники напряжения статора асинхронного электро-двигателя, температуры t проводников обмотки статора асинхронного электродвигателя, известных значений числа пар полюсов рn, температурного коэффициента α, характеризующего свойства проводников обмотки статора асинхронного электродвигателя, активного сопротивления r1(20) проводников обмотки статора асинхронного электродвигателя при температуре 20°С рассчитывают крутящий момент асинхронного электродвигателя М по формуле:

Текст

Смотреть все

(51) 01 3/10 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Результат достигается за счет того, что вначале измеряют мгновенные значения фазных токов и напряжений двух фаз обмоток статора асинхронного электродвигателя, температурупроводников обмотки статора асинхронного электродвигателя,частотуосновной гармоники напряжения статора асинхронного электродвигателя. Далее с учетом измеренных фазных токов ,и фазных напряжений иа, и соответственно фаз А и В,измеренных частотыосновной гармоники напряжения статора асинхронного электродвигателя, температурыпроводников обмотки статора асинхронного электродвигателя,известных значений числа пар полюсов р,температурного коэффициента , характеризующего свойства проводников обмотки статора асинхронного электродвигателя,активного сопротивления 1(20) проводников обмотки статора асинхронного электродвигателя при температуре 20 С рассчитывают крутящий момент асинхронного электродвигателя М по формуле(72) Мельников Виктор Юрьевич Умурзакова Анара Даукеновна(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Инновационный Евразийский Университет(56) Предварительный патент РК 8343, кл. 01 3/10, 1999(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в электроприводах для измерения момента в установившихся и переходных режимах. Технический результат изобретения - повышение точности измерения крутящегося момента в динамических режимах работы электропривода. 21034 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в электроприводах для измерения момента в установившихся и переходных режимах. Известен способ измерения крутящего момента электродвигателя (А.с. СССР 1508111, кл.013/10, опубл. 1987), заключающийся в том, что измеряют мгновенные значения фазных токов обмоток статора электродвигателя 1, а также измеряют реактивную мощностьдвигателя, по величине которых вычисляют значение токанамагничивания. Начиная с момента времени , при котором достигается равенство любых двух фазных токов, находят текущее значение углови , и в момент времени 1, при котором достигается равенство где 2 - индуктивность рассеяния обмотки фиксируют значения (1) и (1), с учетом ротора величины которых рассчитывают крутящий момент- взаимная индуктивность обмоток статора и электродвигателя М по выражению ротора 3 212(1 )(1 )(1 )(1 ),2 2 где- число пар полюсов двигателя где 1- - постоянная времени цепи 2 - полная индуктивность ротора. 1 Способ обладает рядом недостатков. Основной намагничивания со стороны статора из них заключается в том, что информация о крутящем моменте может быть получена с 1 - коэффициент рассеяния обмотки некоторой задержкой относительно времени измерения фазных токов и реактивной мощности. статора, с учетом величины которых рассчитывают Это снижает точность измерения крутящего крутящий момент М по формуле момента в динамических режимах работы(-),электропривода, другим существенным недостатком где р - число пар полюсов двигателя способа является его сложность.- взаимная индуктивность обмоток статора и Наиболее близким и взятым за прототип ротора. является способ измерения крутящего момента Способ обладает рядом недостатков. Основной асинхронного электродвигателя (Предварительный из них заключается в том, что информация о патент РК 8343, кл., 01 3/10, опубл. 1999, Бюл. крутящем моменте может быть получена с 12), заключающийся в том, что измеряют некоторой задержкой относительно времени мгновенные значения фазных токов обмоток статора измерения фазных токов и линейных напряжений. электродвигателя, с учетом которых рассчитывают Это снижает точность измерения крутящего величину крутящего момента, измеряют линейные момента в динамических режимах работы напряжения между двумя фазами, по измеренным электропривода, другим существенным недостатком значениям фазных токов находят составляющие способа является его сложность. вектора тока в двухфазной системе координат по В связи с этим поставлена задача, разработать формулам способ измерения крутящего момента асинхронного электродвигателя,который несложен по 1 3,осуществлению, и позволяет обеспечить требуемую 2 2 точность результата. а по измеренным значениям линейных Технический результат изобретения - повышение напряжений находят составляющие вектора точности измерения крутящего момента в напряжения в двухфазной системе координат по динамических режимах работы электропривода и формулам упрощение способа измерения. 2 1 1 Это достигается тем, что способ измерения,крутящего момента асинхронного электродвигателя 3 6 2 затем вычисляют составляющие вектора тока заключается в том, что измеряют мгновенные значения фазных токов и напряжений двух фаз ротора в двухфазной системе координат обмоток статора асинхронного электродвигателя. 1(/ 1)Далее с учетом измеренных фазных токов ,и где- частота основной гармоники напряжения питания асинхронного электродвигателя, Гц 2 известном значении числа пар полюсов р рассчитывают величину крутящего момента М по формуле 1/ 21034 1(20) - активное сопротивление проводников обмотки статора асинхронного электродвигателя при температуре 20 С, Ом (паспортные данные) температурный коэффициент,характеризующий свойства проводников обмотки статора асинхронного электродвигателя, 1/С- температура проводников обмотки статора асинхронного электродвигателя,С. Изобретение поясняется чертежом. На фиг. 1 изображена схема для измерения крутящего момента асинхронного электродвигателя согласно заявляемому способу. Схема содержит источник питания 1,асинхронный электродвигатель 2, датчики тока 3, 4,датчики напряжения 5, 6, датчик температуры 7,датчик частоты 8, блоки преобразования 9, 10, блок вычисления момента 11, блок индикации 12. Блок 11 содержит четыре интегрирующих устройства 19, 20,21, 22, пять блоков перемножения 16, 17, 18, 25, 26,пять блоков суммирования 13, 15, 23, 24, 27 и три блока усиления 14, 28, 29. Способ осуществляется следующим образом. Для исследования установившихся и переходных процессов в асинхронном электродвигателе может быть использована математическая модель обобщенной двухфазной электрической машины,которая с высокой степенью адекватности отражает происходящие в электродвигателе процессы. Модель в общем виде представлена системой дифференциальных и алгебраических уравнений (1)/ где- скорость вращения координатной системы- полная индуктивность обмотки статора- приведенная полная индуктивность обмотки ротора- взаимная индуктивность обмотки статора и ротора- индуктивность обмотки рассеяния обмотки статора- приведенная индуктивность рассеяния обмотки ротора,- соответственно активные сопротивления обмоток статора и приведенное ротора, , ,-напряжения статора и приведенные напряжения ротора по соответствующим осям, , ,- токи статора и приведенные токи ротора по соответствующим осям- число пар полюсов Мэ - электромагнитный момент, развиваемый двигателем Мс - момент статического сопротивления- момент инерции вращающихся частей- угловая скорость ротора. Поскольку в асинхронном двигателе питающие напряжения подводят к обмотке статора, то для упрощения измерительного блока целесообразно скорость вращения координатной системы приравнять к нулю к 0. Составляющие напряжения обмоток ротора также примем равными нулю, так как обмотка ротора замкнута накоротко и электрическая энергия к нему не подводится 0. В уравнения (1) входит крутящий момент,развиваемый двигателем. Однако он не может быть непосредственно определен, так как для этого необходимо обеспечить получение информации о мгновенных значениях токов обмоток статора и ротора, а также напряжения обмоток статора в двухфазной системе координат. Для получения приемлемых выражений для крутящегося момента,развиваемого двигателем, был выполнен ранее ряд преобразований и получена следующая система уравнений 1 / 32 / 31 / 32 / 3 Далее выражение (4) преобразуем, так как сопротивление проводников обмотки статора асинхронного электродвигателя зависит от температуры ,С сопротивления 1(20) при температуре 20 С,Ом температурного коэффициента , 1/С. Также значение крутящего электромагнитного момента зависит от частоты основной гармоники напряжения питания асинхронного электродвигателяГц. С учетом этих введений, получим выражение для измерения крутящего электромагнитного момента асинхронного электродвигателя В соответствии с данным выражением (5) для определения крутящего момента асинхронного электродвигателя с источника питания 1 подают напряжение на асинхронный электродвигатель 2,измеряют мгновенные значения ,фазных токов на фазахис помощью датчиков тока 3, 4,измеряют мгновенные значения фазных напряжений а,датчиками напряжения 5, 6, датчиком температуры 7 измеряют температурупроводников обмотки статора асинхронного электродвигателя,датчиком частоты 8 измеряют частотуосновной гармоники напряжения статора асинхронного электродвигателя, преобразуют частоту блоками преобразования 9, 10, с помощью блока вычисления момента 11 получаем сигнал, пропорциональный крутящему моменту, развиваемому асинхронным электродвигателем, и выводим его на блок индикации момента 12. В блоке 11 произвели преобразования с помощью четырех интегрирующих устройств 19, 20, 21, 22, пяти блоков перемножения 16, 17, 18, 25, 26, пяти блоков суммирования 13, 15, 23, 24, 27 и трех блоков усиления 14, 28, 29. Способ измерения крутящегося момента асинхронного электродвигателя заключающийся в том. что измеряют мгновенные значения фазных токов и напряжений обмоток статора электродвигателя, с учетом которых рассчитывают величину крутящего момента, отличающийся тем. что измеряют токи , , и напряжения иа, и, двух фаз соответственно фаз А и В обмотки статора при известных значениях числа пар полюсов р и активного сопротивления обмотки статора 1 измеряют температуру проводниковобмотки статора асинхронного электродвигателя, частотуосновной гармоники напряжения статора асинхронного электродвигателя, при известных значениях температурного коэффициента,характеризующего свойства проводников обмотки статора асинхронного электродвигателя. активного сопротивления 1(20) проводников обмотки статора асинхронного электродвигателя при температуре 20 С,а крутящий момент асинхронного электродвигателя М вычисляют по формуле

МПК / Метки

МПК: G01L 3/10

Метки: крутящего, асинхронного, измерения, способ, момента, электродвигателя

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/4-ip21034-sposob-izmereniya-krutyashhego-momenta-asinhronnogo-elektrodvigatelya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ измерения крутящего момента асинхронного электродвигателя</a>

Похожие патенты