CC BY
42
УДК 621 13
КБ. Хацееский, К. V. KhatsevsMy ~~'~~Ю.Н. Дементьев, Yn.N. Dementyev "АД. Умурзаковц A.D. Umvrakova
Омский государственный технический университет. г. Омск, Россия. Omsk State Technical University, Omsk Russia ^Томский политехнический университет, г. Томск, Россия * Tomsk Polytechnic University, Tomsk, Russia
АЛГОРИТМ И СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ В АСИНХРОННОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ
THE ALGORITHM AND METHOD OF MEASURING OF ANGULAR SPEED OF THE ENGINE IN THE ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE
Предложен алгоритм контроля угловой скоростн двигателя в асинхронном электроприводе, обеспечивающий требуемую точность результата измерения и простоiy реализации.
The algorithm of control of angular speed of the engine in the asynchronous electric drive, providing the demanded accuracy of result of measurement and simplicity of realization is offered.
Ключевые слова: асинхронный электродвигатель, угловая скорость вращения, контроль, измерение
Key woods: asynchronous electric drive, angular speed of rotation, control, measurement
На сегодняшний день современный асинхронный ■электропривод представляет собой сложное электротехническое устройство, является наиболее доступным и массовым и составляет основу большинства механизмов, используемых во всех отраслях промышленности.
Существует большая потребность в контроле параметров движения рабочих органов, обеспечении требуемых режимов работы технологических механизмов и комплексов практически в любой отрасли промышленности.
При работе современных электроприводов общепромышленных механизмов и комплексов. применяемых в промышленности в технологическом процессе, часто во зникает необходимость контроля угловой скорости асинхронного двигателя с короткозамкнугым ротором (АДКР).
Наиболее распространенными устройствами контроля координат асинхронного электропривода являются устройства непосредственного измерения [ 1, 2]
Существуют различные устройства для определения угловой скорости ротора: гахо-генераторы или иикрементные датчики: устройства с обработкой показаний датчиков тока с целью получения частоты пазовых пульсаций, использующие противо-э.д.с, потокосцепле-ши ротора и т.д.
Однако применение датчиков скорости вращения не всегда возможно и они могуч существенно ухудшать эксплуатационные характеристики электропривода, а необходимость совмещения датчика с механической частью электродвигателя усложняет ремонт и ревизию, приводит к сложности конструкции.
В связи с этим, в настоящее время в электроприводах переменного тока общепромышленных механизмов широко востребованы устройства, позволяющие контролировать угловую скорость вращения АДКР при отсутствии датчика скорости, когда необходимая информация вычисляется косвенными методами
Эти недостатки исключаются при применении устройств косвенного контроля координат [3. 4. 5, 6].
Известен способ, в котором необходимая информация об угловой скорости АДКР может быть получена на основе анализа математической модели электрической машины, которая с высокой степенью адекватности отражает происходящие в электродвигателе процессы. Однако угловая скорость не может быть непосредственно определена, 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 [3].
Сложность определения величины угловой скорости АДКР обусловлена тем, что информация об угловой скорости может быль получена с некоторой задержкой относительно времени измерения фазных токов и линейных напряжений. Исходя из вышесказанного, целью данной статьи является возможность измерения угловой скорости двигателя по известным паспортным данным двигателя и легко измеряемым величинам - по фазным токам и напряжениям.
На рис. 1 представлен алгоритм для определения угловой скорости асинхронного электропривода. В соответствии с рассматриваемым алгоритмом, с учетом ввода известных значений сопротивлений обмоток статора и ротора, для определения угловой скорости асинхронного электропривода необходимо измерить мгновенные значения фазных напряжений а токов и провести вычисление в блоке вычисления угловой скорости врашения.
Рнс. 1. Алгоритм измерения угловой скорости двигателя в асинхронном электроприводе
На рис. 2 представлена блок-схема определения угловой скорости двигателя в асинхронном электроприводе.
В этой схеме для определения угловой скорости асинхронного электропривода (рис. 2) подают напряжение на асинхронный электродвигатель, в фазах А и В измеряют мгновенные значения фазных токов ia, !j,c помощью датчиков тока (ДТ1 ) и (ДТ2) и мгновенные значения фазных напряжений и^ иь датчиками напряжения (ДН1) и (ДН2). С выхода блока вычисления угловой скорости вращения (БВУСВ) снимаем сигнал, пропорциональный угловой скорости, развиваемой асинхронным электродвигателем, и ввшодим его на блок индикации (БИ).
В качестве датчиков тока могут быть использованы трансформаторы тока, датчиков напряжения - трансформаторы напряжения. БВУСВ может быль реализован стандартными аппаратными средствами на основе интегральных микросхем либо с использованием микропроцессорных комплектов.
БВУСВ представлен на рис. 3, который содержит блоки суммирования (БС), ввода коэффициентов (БВК), умножения (БУ); вычисления динамической дифференциальной состав-
ляющей относительного значения угловой скорости (БВДДС), вычисления динамической интегральной составляющей относительного значения угловой скорости (БВДИС), вычисления измеренного мгновенного значения угловой скорости (БВИМЗ).
Рес. 2. Блок-схема измерения угловой скорости двигателя в асинхронном электроприводе
Рнс. 3. Блок вычисления угловой скорости двигателя в асинхронном электроприводе
С учетом измеренных фазных токов ia, ц и напряжений иа, щ фаз А и В, известных значений параметров АДКР. в результате вычислений - умножения, интегрирования и суммирования подаваемых сигналов - на выходе БВУСВ получено значение угловой скорости АДКР.
Таким образом, применение предлагаемого алгоритма косвенного измерения угловой скорости двигателя в асинхронном электроприводе и определение значения угловой скорости с помощью блока вычисления являются простыми по реализации и обеспечивают требуемую точность результата измерения.
Библиографический список
1. Потапов Л А. Измерение вращающихся моментов и скоростей вращения микро-эаекгродвигателей. / Л.А. Потапов. Ф.М. Юферов. - М.: Энергия, 1984.
2. Лейтман М Б Автоматическое измерение выходных параметров электродвигателей. -М.: Энергоагомиздат, 1983. - 152 с
3. Мельников В.Ю. Косвенный контроль координат асинхронного коротко замкнутого двигателя. /В.Ю. Мельников, Е.Г. Бородацкий. - Алмагы : Казгос ИНТИ, 1994. - Вып. 1 -69 с.
4. Мельников В.Ю. Косвенный метод контроля крутящего момента асинхронного электродвигатели/У Наука и образование в XXI веке: динамика развития в евразийском про-
сгранстве : матер. П Междунар. науч.-пракл. конф. / В.Ю. Мельников. А.Д. Умурзакова. -Павлодар, 2011.-С. 65-67.
5. Предварительный Патент РК № 18973 Казахстан, Способ измерения угловой скорости врашения трехфазного асинхронного электродвигателя / В.Ю. Мельников, А Д. Умур-закова. - Алмагы, бюл. № 8 от 15.08.2008.
6. Патент 133314 Российская Федерация, МПК СЮ1РЗ/00. Устройство для измерения угловой скорости врашения трехфазного асинхронного электродвигателя /А.Д. Умурзакова, Ю Н. Дементьев ; заявитель и патентообладатель Томский политехнический университет. -№2013113509.28; заявл.26.03.2013 .опубл. 10.10.2013.
