Пристрій для виміру обертового моменту

Пристрій для виміру обертового моменту, що містить чутливий елемект вторинний перетэорювач і прилад, що вказує, який відрізняється тим, що як чутливий елемент використано асинхронний електродвигун як вторинний перетворювач застосовано резонансно параметричний перетворювач із послідовною обмоткою модулями, включеною в одну із фаз статорної обмотки електродвигуна я контурна обмотка з коиденсатфом утворює параметричний коливальний контур, з'єднаний ІЗ приладом, що вказує Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути використаний для виміру обертових моментів епектромеханізмів, що приводяться асинхроними двигунами ВІДОМИЙ пристрій для виміру обертового моменту містить чутливий елемент, вторинний перетворювач і прилад, що вказує, v якому чутливим елементом є тензорезистор, вторинний перетворювач виконано у вигляді мостово» СХРМИ З підсилювачем, а в якості приладу що вказує використано мілівольтметр (Л Б Фролов Измерение крутящего момента - М Энергия, 1967, с 29) Однак, такий пристрій відрізняється необхідністю застосування струмозйомннка для передачі сигналу з обертового вала на нерухомий вимірювальний прилад, а також складністю перетворюючої частини пристрою Найбільш близьким по технічній сумності є пристрій для виміру обертового моменту, що містить чутливий елемент у аиглядс ділянки вала, який виконано з м'якої сталі, що змінює магнітну проникність у залежності від механічних напруг, які виникають лщ дією прикладеного момента, а перетворювачем служать дві обмотки з осердями Uподібмої форми, що розташовані перпендикулярно один до одного і поблизу поверхні вала з невеликим зазором, одна з котушок включена у мережу перемінного струму, а з другої за допомогою мілівольтметра знімається сигнал пропорційний розміру обертового моменту (там же на сторЗІ) Даний пристрій є складним у виготовленні тому що вимагає точного монтажу осердь щодо вала, ВІЛЬНОЇ ДІЛЯНКИ вала і додаткового об'єму поблизу ва ла для розташування осердь І елементів їхнього кріплений, шо й ускладнює конструкцію робочого механиму До того ж точність виміру за нежить від розміру повітряних зазорів, неоднорідності матер«алу вала залишкової його намагніченості У основу винаходу поставлень зядачу створення пристрою для виміру обертового моменту, у якому при ЛІНІЙНОСТІ перетворення і спрощенні пристрою BHM«PV забезпечується підвищення кадійност» його роботи і за рахунок цього зниження виїрат на створення й обслуговування цього пристрою Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої ДЛЙ виміру обертового моменту що шс~ тить чутливий елемемт, вторинний перетворювач і прилад що вказує, у якості чутливого елемента використано асинхроний електродвигун, у якості вторинного перетворювача застосовано резонансно-параметричний перетворювач зз послідовною обмоткою модуляції, включеною в одну з фаз статорно? обмотки електродвигуна, а контурна обмотка з конденсатором утворює параметримннй контур з'єднаний із приладом, що вказує Сутність винаходу полягає в тому, що в якості чутливого елемента запропоновано використовувати електродвигун, струм І якого містить інформацію про момент його навантаження m Але вимір моменту m за струмом \ є неточним через нелінійну залежність l(m) Для забезпечення ЛІНІЙНОСТІ виміру момента запропоновано посліДО0НС з електродвигуном включати резонансно параметричний перетворювач, що так само є нелінійним елементом Але характер його неліній т ю т 39551 ності такий, що нівелюється не лінійність електродвигуна, і вимірювальне перетворення розміру т, що вимірюється, стає лінійним На фіг 1. зображено функціональну блоксхему, що показує взаємозв'язок елементів пристрою і проходження через нього сигналів. На фіг 2 подано схему пристрою. На фіг. З показаний процес формування лінійної залежносп вихідно» напруги пристрою при нелінійних залежностях складових його елементів - характеристик l(m) електродвигуна і KU) резонансно-лзраметричного перетворювача. Пристрій для виміру обертового моменту містить асинхроний електродвигун 1 і резонанснопарамє^ричний перетворювач 2, обмотка модуляції котрого 3 утворена при послідовному і згодному з'єднанні двох первинних обмоток трансформаторних елементів, включена в одну з фаз електродвигуна 1, а вторинні обмотки трансформаторних елементів, з'єднані послідовно і зустрічно, утворюють контурну обмотку 4, що із конденсатором 5 складає параметричний коливальний контур, до якого підключений прилад, що вказує. Прикладом конкретного виконання резонансно-параметричного перетворювача може бути пристрій, описаний у збірнику «Электрооборудование и автоматизация судовых установок и систем» Николаев НКИ, 1990 Пристрій зібрано на двох малогабаритних трансформаторах ГПП-249 220/127-50. З фіг. З очевидно, якщо характеристика !{U) є дзеркальним відображенням характеристики Km), то характеристика U(m) буде лінійною. Одержувати залежність !(U) потрібно» форми можна шляхом добору параметрів резонансно-параметричного перетворювача (числа витків його обмоток, ємності кон турного конденсатора) (Локарев В И . Создание системы эпектротехнических устройств управления с улучшенными технико-экономическими показателями на основе резонансно-параметрических преобразователей. Автореферат дис. На соиск. Уч ст д т н , Одесса, 1995.). Пристрій працює наступним способом При підключенні електродвигуна 1 до мережі через обмотку 3 протікає струм, що викликає збудження параметричних коливань у контурі, утвореному з'єднанням обмотки 4 і конденсатора 5. Розмір цих коливань, що вимірюється вимірювальним органом 6, змінюється відповідно до зміни обертового моменту електродвигуна 1. Нехай момент електродвигуна дорівнює т і . Відповідно до кривої 1(т) моменту т і , відповідає струм її, а цьому струму відповідає напруга вторинного перетворювача Ut. Перетинання прямих, проведених через точки ті й Ui у четвертому квадранті дасть точку 1, що належить характерне гиці U(m) результуючого перетворення. Аналогічним способом одержимо точки 2 і 3, що відповідають моментам т г і гпз. Точки 1, 2 і 3 розташовуються на прямий, що проходить через початок координат, чим підтверджується лінійність вимірювального пристрою. Таким чином, запропонований пристрій є досить точним завдяки лінійності, простим завдяки відсутності спеціального чутливого елемента, роль якого виконує електродвигун, відсутності необхідності у вільній ділянці вала і точного монтажу його елементів щодо вала. Все це сприяє підвищенню надійності пристрою, зниженню витрат на його створення й обслуговування Порівняно з прототипом вартість пристрою зменшується в 1,5...2 пази, трудомістнють виготовлення та обслуговування — в 1,3... 1,5 раз. m ФІГ. 1 Фіг. 2 39551 U(m) Фіг. З Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент* Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03