Введение к работе
Актуальность. В процессе испытаний электрических машш и лектромеханических систем возникает необходимость контроля пара-втров движения - скольжения, разности скоростей вращения и изме-ения частоты вращения. Учитывая сходство аналитических выражении, пределящих вышеперечисленные параметры и их физическую общность, редставляется целесообразным объединить их в единый класс - раз-ость частот вращения.
Этот параметр необходимо регистрировать как самостоятельно, ак и совместно с другими, для регистрации механической М - f(S), :астотной I - i(S) и других характеристик электрических машин, (ри этом условия работы объекта контроля могут быть различными, в іависймости от цели проведения испытаний - холостой ход, короткое іамнкание или нагрузка, переходной процесс или установившийся ре-сим.
Процедура измерения разности частот вращения, учитывающая ісобенности регистрации данного параметра и требования к условиям іроЕедения опыта, изложенные в нормативных документах, может быть реализована с помощью специальных технических средств. Существуйте в настоящее время устройства не позволяют решить задачу повн-иения эффективности и достоверности контроля, что объяснимо присущими им недостатками. Наиболее перспективним представляется направление исследований и создание средств контроля разности частот вращения в микропроцессорном исполнении с реализацией необходимой адаптации к параметрам объекта контроля.
В настоящее время устройства измерения разности частот вращения серийно не выпускаются, теоретические вопросы построения исследованы недостаточно.
С учётом вышеизложенного, исследование и разработка устройств
иьмерения данного параметра является задаче}* весьма актуальной, имевд&й важное значение для дальнейшего повшения качества и. надежности исследуемых изделий, а также эффективности производства.
Целью диссертационной роботі является выбор оптимального метода контроля разности частот вращения и разработка микропроцессорных средств для инженерного применения в промышленных условиях при определении характеристик электродвигателей.
Задачи исследования. В соответствии о поставленной целью сформулированы следующие задачи:
исследование объекта контроля, разработка математической модели и оценка функций влияния внешних дестабилизирующих факторов;
исследование и разработка математической модели тахопреобразова-теля с.учётом его сопряжения с валом объекта контроля;
исследование и разработка математической модели измерительного преобразователя, оценка его метрологических характеристик;
разработка структурной схемы устройства с улучшенными метрологическими характеристиками;
разработка инженерной методики проектирования микропроцессорных средств контроля разности частот вращения;
разработка, исследование и внедрение устройства контроля разности частот вращения.
Методы исследований базируются на классических методах вычислительной математики, теории вероятностей и математической статнс-. тике, теории электрических и электронно - вычислительных машин, теории измерений электрических и неэлектрических величин, теории подобия.
Научная новизна работы: впервые выделен класс величин, связанный с измерением разности частот вращения, предложена классификация методов и средств контроля данного параметра и на основании функционально-статистического критерия проведена оценка эффективности'-каждого из ' методов, в результате анализа из них выделен наиболее перспективный для микропроцессорной реализации;
разработана математическая модель устройства контроля,.включающая в себя объект контроля, первичный преобразователь, измерительный преобразователь, процессор и оценены функции влияния внешних дестабилизирующих факторов по каждому из блоков; синтезирована обобщённая структурная схема и получено аналитическое выражение, связывающее параметры измерительного устройства и объекта контроля с периодом дискретизации, исходя из которого можно оценить необходимую разрешающую способность тахопре-образователя;
получены аналитические выражения, определяющие метрологические характеристики устройства контроля, как для процесса разбега, так и для установившегося режима работы электродвигателя; разработано микропроцессорное устройство контроля разности частот вращения с улучшенными метрологическими характеристиками; предложена методика проектирования устройств контроля разности частот вращения с прогнозируемыми параметрами.
Практическая ценность выполненной работы заключается в разра-
этке и внедреіши технически^ средств и программного обеспечения в
заданном измерительном устройстге.
Результаты исследований нашли применение в разработанном и
недрбнном устройстге, предназначенном для контролі параметров
- б -
.вращения элементов гидронасосов на заводе "Гидросила" г. Кирово
град. .
.Результаты работы используются также в учебном процессе при изучении курсов "Метрология и электрические измерения", а также "Микропроцессорные устройства автоматики и телемеханики".
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: VII Всесоюзной научно-технической конференции "ИИС - 85й, г. Винница; республиканской научно-технической конференции "Информатика и .автоматизация в регионе", г.. Винница, 1988 г.; II Всесоюзной научно-технической конференции "Микропроцессорные системы", г. Челябинск, 1988 г.; Всесоюзной научно-технической конференции "Измерительные системы, приборы и преобразователи", г. Москва, 1988 г.; Всесоюзном научно-техническом совещании "Автоматизация проектировашя и производства в электромашиностроении", г. Суздаль,-1989 г.; научных семинарах All УССР "Электрические методы и средства контроля веществ, материалов и изделий", г. Винница, .1985 - 1988 гг.; научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Винницкого политехнического института, г. Винница, 198Ь - .1991 гг.
Публикации. По результатам теоретических и эксперименталышх исследований опубликовано 14 печатных раоот, в том числе 7 авторских свидетельств на изобретения.
Личный Ьіиод. Теоретические и экспериментальные исследования в диссертации выполнены автором самостоятельно.
Диссертанту принадлежит разрас-отка классификации, ігроведение обобщенного анализа существующих.методов и средств контроля раз-, ности частот'вращения и обоснование перспективного направления их развития; анализ математической модели объекта контроля и оценка
влияния первичного измерительного преобразователя, определение и-оптимизация уравнения преобразования и передаточной функции устройства измерения с учётом микро-ЭВМ, имитационное моделирование механического узла связи валов объекта контроля и тахопреобразова-теля; исследование способов реализации микропроцессорных средств измерения периода сигнала и определение диапазонов их эффективной работы,- определенно погрешностей средства измерения, оценка функций влияния дестабилизирующих факторов и достоверности контроля; анализ -структуршх и алгоритмических приемов, позволяющих повысить точность измерения й расширить диапазон работы средства контроля, теоретическая разработка методики проектирования технических средств и программного обеспечения устройств контроля разности частот вращения, разработка программного обеспечения для исследования, функционирования и тестирования устройства.измерения.
Отдельные разделы диссертации написаны автором с использованием материалов, опубликованных с равной степенью участия.
При непосредственном участии диссертанта были изготовлены, отлажены и внедрены аппаратные средства и программное обеспечение устройства измерения. Соискатель являлся ответственным исполнителем госбюджетной НИР, выполненной в рамках договора о творческом содружестве # 41/23, в которой использованы результаты его исследовании .
Ооьёл и структура роботи. Работа выполнена на ПО страницах машинописного текста, иллюстрируется рисунками и таблицами, состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографии из 154 наименований и приложений.
- 8 ~
