УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ


RU (11) 2299442 (13) C1

(51) МПК
G01P 3/66 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005130375/28 
(22) Дата подачи заявки: 2005.09.29 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.09.29 
(45) Опубликовано: 2007.05.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 881618 A1, 15.11.1981. SU 849402 A1, 23.07.1981. SU 817880 A1, 30.03.1981. RU 2240564 C2, 20.11.2004. DE 1263370, 14.03.1968. US 4194129, 18.03.1980. US 4358734, 09.11.1982. ЕР 0208967, 21.01.1987. 
(72) Автор(ы): Никиян Николай Гакивович (RU); Санков Денис Павлович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" (RU) 
Адрес для переписки: 460018, г.Оренбург, пр-кт Победы, 13, ГОУ ОГУ, патентный отдел 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ
Изобретение относится к устройствам бесконтактного измерения параметров режима электрических машин, в частности к устройствам определения скольжения ротора асинхронных двигателей. Техническим результатом изобретения является повышение точности и быстроты измерения. Устройство для измерения скольжения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, включающее прибор для улавливания магнитного потока, ответвляющегося с торца вала двигателя, и измерительный прибор, содержит прибор для улавливания магнитного потока, ответвляющегося с торца вала двигателя, состоящий из датчика Холла, усилителя и фильтра низких частот, и измерительный прибор, состоящий из микроконтроллера, инвертора и блока индикаторов, причем выход датчика Холла соединен со входом усилителя, выход усилителя - со входом фильтра, выход фильтра соединен через инвертор с входной линией микроконтроллера, выходы которого соединены с блоком индикаторов. 3 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к устройствам бесконтактного измерения параметров режима электрических машин, в частности к устройствам определения скольжения ротора асинхронных двигателей.

Известно устройство для измерения скольжения ротора асинхронных двигателей, требующее стробоскоп (Коварский Е.М., Янко Ю.И. Испытание электрических машин. М.: Энергоатомиздат, 1990 г.). На вал ротора наносят метку и освещают ее стробоскопом, синхронизированным с частотой сети. Замеряя число оборотов метки в минуту, определяют величину скольжения ротора.

Недостатком данного устройства является большая длительность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство измерения скольжения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, содержащее прибор для улавливания магнитного потока, состоящий из многовитковой катушки индуктивности, подводимый к торцу вала ротора асинхронного двигателя, и измерительный прибор, состоящий из миллиамперметра с двусторонней шкалой, подключенный к выводам прибора для улавливания магнитного потока (Коварский Е.М., Янко Ю.И. Испытание электрических машин. М.: Энергоатомиздат, 1990 г.). По числу колебаний стрелки измерительного прибора определяют частоту тока в роторе и величину скольжения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

Недостатком данного устройства является то, что для достижения требуемой точности нужно увеличивать длительность измерений.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности и быстроты измерений.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что устройство для измерения скольжения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, включающее прибор для улавливания магнитного потока, ответвляющегося с торца вала двигателя, и измерительный прибор, содержит прибор для улавливания магнитного потока, ответвляющегося с торца вала двигателя, состоящий из датчика Холла, усилителя и фильтра низких частот, и измерительный прибор, состоящий из микроконтроллера, инвертора и блока индикаторов, причем выход датчика Холла соединен со входом усилителя, выход усилителя - со входом фильтра, выход фильтра соединен через инвертор с входной линией микроконтроллера, выходы которого соединены с блоком индикаторов.

На фигуре 1 изображена функциональная схема устройства.

На фигуре 2 изображена осциллограмма сигнала с датчика Холла.

На фигуре 3 изображена зависимость амплитуды гармонических составляющих сигнала от расстояния от центра вала. Кривая I - гармоническая составляющая сигнала с частотой сети, кривая II - гармоническая составляющая с частотой скольжения.

Устройство состоит из датчика Холла 1, к которому подключен усилитель 2, выход усилителя соединен с фильтром низких частот 3, выход фильтра - с инвертором 4 и микроконтроллером 5, к микроконтроллеру подключен блок индикаторов 6.

Устройство работает следующим образом. Для улавливания магнитных потоков вблизи свободного торца вала асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором располагается датчик Холла 1. Сигнал с датчика Холла 1 усиливается с помощью усилителя 2. Исследования показали, что в сигнале присутствуют две основные гармонические составляющие: с частотой сети и частотой скольжения, причем амплитуды гармоник зависят от расстояния от центра вала, изменяя положение датчика Холла 1 относительно центра вала ротора асинхронного двигателя можно регулировать величину сигнала. Данное исследование выявило необходимость использования фильтра низких частот 3 для выделения нужной составляющей сигнала, с помощью которого выделяется гармоника с частотой скольжения. Инвертор 4 преобразует сигнал в прямоугольную форму, а посредством микроконтроллера 5 определяется частота токов ротора асинхронного двигателя и вычисляется его скольжение, значение которого выводится на блок индикаторов 6. Измерение производят в режиме холостого хода или под нагрузкой двигателя. Отличие величины скольжения от номинального значения для данного асинхронного двигателя дает право судить о неисправности или о неправильном режиме работы двигателя.

Таким образом, по сравнению с прототипом, использование предложенного устройства для измерения скольжения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором позволяет повысить точность и скорость измерения, а также избежать трудностей с использованием и установкой массивной катушки индуктивности.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Устройство для измерения скольжения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, включающее прибор для улавливания магнитного потока, ответвляющегося с торца вала двигателя, и измерительный прибор, отличающееся тем, что в качестве прибора для улавливания магнитного потока, ответвляющегося с торца вала двигателя, используется датчик Холла, усилитель и фильтр низких частот, а в качестве измерительного прибора - микроконтроллер, инвертор и блок индикаторов, причем выход датчика Холла соединен со входом усилителя, выход усилителя - со входом фильтра, выход фильтра соединен через инвертор с входной линией микроконтроллера, выходы которого соединены с блоком индикаторов.