Регулятор нагрева пропитываемых обмоток электрических машин

 

Изобретение касается технологии изготовления электрических машин, в частности оборудования для токового нагрева обмоток электрических машин в процессе их пропитки и герметизации на многопозиционных пропиточных установках. Цель изобретения - повышение надежности регулятора и точности определения температуры обмотки. Регулятор содержит силовой регулируемый блок питания обмоток 1, датчик температуры окружающей среды 2, задатчик температуры нагрева обмоток 3, измерительный блок, состояш.ий из источника стабилизированного тока 23, усилителя 24 и двух блоков памяти 16, 19, блок управления 6 и блок сравнения 5. Новым в регуляторе является то, что источник стабилизированного тока имеет второй управляюш,ий вход, в один из блоков памяти введен цифровой регистр 20, генератор тактовых импульсов 21 и цифроаналоговый преобразователь 22, являющийся источником напряжения для источника стабилизированного тока. 1 3. п. ф-лы, 2 ил. Ф сл оо оо со со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G05 D 23 19

/ у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3831185/24-24 (22) 25.12.84 (46) 23.06.87. Бюл. № 23 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии электромашиностроения (72) Е. А. Рубинштейн и И. Ф. Кириленко (53) 621.555.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 723536, кл. G 05 D 23/19, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 991385, кл. G 05 D 23/19, 1981. (54) РЕГУЛЯТОР НАГРЕВА ПРОПИТЫВАЕМЫХ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

МАШИН (57) Изобретение касается технологии изготовления электрических машин, в частности оборудования для токового нагрева обмоток электрических машин в процессе

„„Я0„„1318998 А1 их пропитки и герметизации на многопозиционных пропиточных установках. Цель изобретения — повышение надежности регулятора и точности определения температуры обмотки. Регулятор содержит силовой регулируемый блок питания обмоток 1, датчик температуры окружающей среды 2, задатчик температуры нагрева обмоток 3, измерительный блок, состоя.ций из источника стабилизированного тока 23. усилителя 24 и двух блоков памяти 16. 19, блок управления 6 и блок сравнения 5. Новым в регуляторе является то, что источник стабилизированного тока имеет второй управляющий вход, в один из блоков памяти введен цифровой регистр 20, генератор тактовых импульсов 21 и цифроаналоговый преобразователь 22, являющийся источником напряжения для источника стабилизированного тока. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1318998

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к технологии изготовления электрических машин, в частности к оборудованию для токового нагрева обмоток электрических машин в процессе их пропитки и герметизации на многопозиционных пропиточных установках.

Целью изобретения является повышение надежности регулятора и точности определения температуры обмотки.

1-1а фиг. 1 представлена функциональная схема регулятора нагрева пропитывания обмоток электрических машин; на фиг. 2— блок управления.

Регулятор содержит силовой регулируемый блок 1 питания обмоток, датчик 2 температуры окружаюгцей среды, задатчик 3 температуры нагрева обмоток, задатчик 4 интенсивности нагрева обмоток, компаратор 5, блок 6 управления, содержащий перзое реле 7 времени, второе реле 8 времени, ге ератор 9 импульсов, первый запоминаю,ций элемент 10 и второй запоминающий элемент !!, второй и третий элементы И 12 и 13 и формирователь 14 импульсов, генератор 15 импульсов.

Регулятор содержит также второй блок

l6 памяти, состоящий из приводного мехаii:изма 17 и механически связанного с ним ступенчатого переключателя 18 поддиапазонов значений стабилизированного тока, блок 19 памяти, содержащий цифровой регистр 20 и генератор 21 тактовых импульсов

vi цифроаналоговый преобразователь 22, источник 23 стабилизированного тока, усили "ель 24, измерительный прибор 25 для визуа ibllol отсчета текущей температуры обмотки, представленной пропорциональным сй напряжением, ключевые элементы 26 — 30 и первый элемент И 31, причем управляющий ключевыми элементами сигнал одного уровня открывает ключ 26 и запирает ключ 27, огпирает ключи 28 и 29 и запирает ключ 30, а сигнал второго уровня меняет состояние ключей.

Принцип работы устройства заключается в следующем., lо нагрева определяется активное сопротивление обмотки, имеющей температуру окружающей, среды, после чего обмотка под;лючается к силовому регулируемому блоку питания. В процессе нагрева периодически о ", ществляется кратковременное отключение обмотки от силового регулируемого бло а питания и измерение ее активного сопротивления. По текущему и начальному значениям активного сопротивления обмотки определяется ее текущая температура, которая сравнивается с заданной. В зависимости от результата сравнения продолжается либо прекращается нагрев обмоток до следующего измерения ее температуры.

Устройство работает следующим образом.

После того, как статор установлен в приспособление и обмотки подключены к за5

1О

55 жимам регулятора нагрева по команде

«Пуск» система приводится в исходное состояние.

В исходном состоянии сигнал реле 8 времени через элемент И 13 удерживает в выключенном состоянии генератор 15 импульсов. Сигнал с выхода последнего запирает через элемент И 31 ключевой элемент 30, который разрывает цепь прохождения тока от блока 1 питания обмоток по обмоткам электрической машины 32.

Одновременно от генератора 15 импульсов подается сигнал на отпирание ключевых элементов 28 и 29, через которые к обмотке электрической машины 32 подключается источник 23 и вход усилителя 24. Сигнал с выхода элемента И 13 отпирает также ключевой элемент 26, подключающий на второй вход компаратора 5 напряжение от датчика 2 температуры окружающей среды.

К входу усилителя 24 прикладывается полное падение напряжения на обмотках машины 32.

Снимаемое с выхода усилителя 24 и поступающее на первый вход компаратора 5 напряжение в этом случае заведомо меньше напряжения, поступающего на второй вход компаратора 5 от датчика 2 температуры, пропорционального температуре окружающей среды.

Поэтому на выходе компаратора 5, представляющего собой компаратор с двухуровневым выходом, устана вливается си гнал дискретного уровня.

При подаче команды <: Пуск» включается реле 7 времени и генератор 9 импульсов, сигнал с выхода которого включает приводное устройство 17 ступенчатого переключателя 18 поддиапазонов значений стабилизированного тока 18 блока 16 памяти, определяющего значение тока на выходе источника 23 стабилизированного тока.

Приводное устройство 17 ступенями изменяет состояние ступенчатого переключателя 18 поддиапазонов значения стабилизированного тока (значение эталонного сопротивления, по которому протекает стабилизированный ток) и, следовательно, увеличивает значение тока источника 23 тока до тех пор, пока напряжение на выходе усилителя 24, подаваемое на первый вход компаратора 5, не станет больше напряжения, поступающего на второй вход компаратора 5 от датчика 2 температуры окружающей среды. Одновременно с изменением состояния ступенчатого переключателя 18 изменяется пропорционально сопротивлению обмотки электрической машины 32 уставка задатчика 4 интенсивности нагрева блока 1 питания обмоток.

После того как напряжение на первом входе компаратора 5 станет выше напряжения на его втором входе, на выходе компаратора 5 меняется уровень сигнала. Перепад уровней, поступающий на блок 6 управления, 1318998 запускает реле 8 времени и изменяет состояние запоминающего элемента 10.

При этом выключается генератор 9, и с его выходов подается сигнал на выключение приводного устройства 17 ступенчатого переключателя 18 поддиапазонов значения стабилизированного тока и задатчика 4 интенсивности нагрева. Таким образом, фиксируется выбор иоддиаиазона значений стабилизированного тока и интенсивности нагрева. Через формирователь 14 импульса с выхода блока б управления подается команда на включение регистра 20 первого блока 19 памяти. Состояние регистра 20 определяет значение опорного напряжения, вырабатываемого LlèôðoàíàëoãîBûì преобразователем 22, а последнее в сочетании с состоянием ступенчатого переключателя 18 иоддиапазона значения тока однозначно определяет значение тока на выходе источника 23. Состояние регистра 20 изменяется до получения на выходе источника 23 значения тока, обеспечивающего максимально достижимое равенство сигналов на обоих входах комиаратора 5.

В дальнейшем регистр 20 не изменяет своего состояния, являясь, таким образом, устройством памяти, обеспечивающим совместно со ступенчатым переключателем 18 иоддиаиазона значения тока установку нормированного значения измерительного тока ири последующих измерениях температуры обмотки.

После точного регулирования значение тока на выходе стабилизированного источника 23 тока обеспечивает максимально достижимое равенство сигналов на обоих входах компаратора 5.

При этом на выходе усилителя 24 устанавливается напряжение, пропорциональное в выбранном масштабе активному сопротивлению обмотки ири температуре окружающей среды.

По окончании выдержки времени процесса регулирования значения тока на выходе источника 23 срабатывает реле 8 времени.

Процесс запоминания сопротивления обмотки в холодном состоянии окончен.

При срабатывании реле 8 времени изменяется уровень сигнала на выходе элемента И 13. При этом закрывается ключевой элемент 26 и отпирается ключевой элемент 27, а также включается генератор 15 импульсов. Он начинает генерировать импульсы. Этим импульсом запираются ключевые элементы 28 и 29 и отпирается ключевой элемент 30, подключенный к цепи блока 1 питания обмоток и входу задатчика 4 интенсивности нагрева.

В результате переключений обмотка электрической машины 32 ключевыми элементами 28 и 29 отключается от источника 23 стабилизированного тока и усилителя 24, ключевым элементом 30 подк.пючается к блоку 1 питания обмоток, напряжение на выходе

1О

ЗО

55 которого пропорционально сопротивлению обмотки статора. Кроме того, к второму входу компаратора 5 ключевым элементом 27 подключается задатчик 3 температуры, с выхода которо"o поступает напряжение. пропорциональное заданной температуре нагрева обмотки. Поскольку обмотка электрической машины 32 подключена к блоку 1 питания обмоток, происходит ее нагрег. в течение времени, заданного длительностью импульса, генерируемого генератором 15 импульсов. По истечении этого времени с генератора 15 импульсов поступает сигнал на запирание ключевого элемента 30 и открывание к.пючей 28 и 29. Обмотка электрической машины 32 отключается от блока 1 питания обмоток и подключается к источнику 23 стабилизированного тока, а усилитель 24 — к обмотке электрической машины 32. Одновременно подается сигнал на измерение измерительным прибором цифровым вольтметром 25 напряжения на выходе усилителя 24. Для удобства считывания показаний шкала вольтметра отградуирована в С.

Напряжение на выходе усилителя 24 пропорционально падению напряжения на активном сопротивлении обмотки электрической машины 32, т. е. температуре обмотки.

Если это напряжение меньше поступающего на компаратор 5 от задатчика температуры 3, то сигнал с выхода комиаратора 5, пройдя через элемент И 12, стробируемый сигналом с генератора 15 импульсов, переводит запоминающий элемент 11, установленный в состояние «О» передним фонтом стробирующего сигнала, в состояние «!». При этом на выходе запоминающего элемента 11 устанавливается уровень напряжения, разрешающий отпирание ключевого элемента 30 сигналом генератора 15 импульсов. По истечении времени замера, определяемого длительностью импульса генератора 5, снова закрываются ключи 28 и 29 и открывается ключ 30. Нагрев обмотки продолжается до следующего замера. Описанный процесс повторяется до тех пор, пока напряжение на выходе усилителя 24 не станет равным или большим напряжения, поступающего на компаратор 5 от задатчика 3 температуры, что соответствует нагреву обмотки до заданной или несколько более высокой температуры. В этом случае на выходе компаратора 5 появляется сигнал, который, пройдя через элемент И 12, оставляет запоминаю ций элемент 11 в состояние «О». На выходе запоминающего элемента 11 устанавливается уровень, запрещающий включение ключевого элемента 30 сигналом генератора 15, и, следовательно, нагреваемая обмотка остается отключенной от блока питания обмоток до следующего опроса. Нагрев продолжается в течение времени, определяемого технологическим циклом иропитки обмотки.

При необходимости уставки задатчика 3

1318998 температуры могут изменяться в соответствии с технологическим циклом пропитки от внешних устройств.

По истечении времени, необходимого для проведения пропитки, срабатывает реле 7 времени, переводя систему в исходное состояние.

Использование стабилизированного источника тока с управляемым через запоминающий элемент источником опорного на 0 пряжения повышает точность измерения температуры и помехоустойчивость.

Устройство может быть применено при изготовлении электрических машин различных конструкций и катушек электрических аппаратов с медными и алюминиевыми проводами.

Применение предлагаемого регулятора нагрева пропитываемых обмоток электрических машин позволяет достичь более высокой по сравнению с известным регулятором точности определения температуры обмотки 20 при его повышенном быстродействии, дает возможность использования пропиточных и герметизационных материалов, критичных к отклонению температурного режима, а также более производительно проводить термообработку обмоток.

Формула изобретения

1. Регулятор нагрева пропитываемых обмоток электрических машин, содержащий яловой регулируемый блок питания обмоток, датчик температуры окружающей среды, задатчик температуры нагрева обмоток, зад тчик интенсивности нагрева обмоток, первый генератор импульсов, источник стабилизированного тока, усилитель, первый

35 блок памяти и второй блок памяти, содержащий приводной механизм и ступенчатый переключатель поддиапазонов значений стабилизированного тока, блок управления, компаратор и измерительный прибор, а так- 40 же пять ключевых элементов и первый элемент И, причем выход усилителя подключен к первому входу компаратора и входу измерительного прибора, датчик температуры окружающеи среды и задатчик температуры нагрева обмотки подключены к второму входу компаратора через первый и второй ключевые элементы соответственно, первый вход источника стабилизированного тока соединен с выходом ступенчатого переключателя поддиапазонов значений стабилизированного тока, выход источника стабилизирован50 ного тока через третий ключевой элемент подключен к нагреваемой обмотке, первый вход блока. управления подключен к выходу компаратора, второй вход блока управления, управляющие входы третьего и четвертого 55 ключевых элементов, второй вход первого элемента И и вход синхронизации измерительного прибора соединены с выходом первого генератора импульсов, первый выход блока управления соединен с первым входом первого блока памяти, второй выход блока управления соединен с входом приводного механизма второго блока памяти, механически связанного со ступенчатым переключателем поддиапазонов значений стабилизированного тока и задатчиком интенсивности нагрева обмоток, третий выход блока управления соединен с пусковым входом первого генератора импульсов и управляющими входами первого и второго ключевых элементов, а четвертый выход блока управления подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с управляющим входом пятого ключевого элемента, информационный вход которого соединен с выходом задатчика интенсивности нагрева, а выход соединен с управляющим входом силового регулируемого блока питания обмоток, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности определения температуры обмотки, первый блок памяти содержит последовательно соединенные цифровой регистр, цифроаналоговый преобразователь, а также генератор тактовых импульсов, причем вход запуска цифрового регистра является первым входом блока, вход данных регистра соединен с выходом компаратора и является вторым входом блока, тактовый вход регистра соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход регистра соединен с входом цифроаналогового преобразователя, а аналоговый выход цифроаналогового преобразователя подключен к второму входу источника стабилизированного тока и является выходом блока, а вход усилителя через четвертый ключевой элемент соединен с нагреваемой обмоткой.

2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что блок управления содержит два реле времени, второй генератор импульсов, два запоминающих элемента, два элемента И и формирователь импульса, причем вход второго реле времени, информационный вход первого запоминающего элемента и первый вход второго элемента И подключены к первому входу блока управления, второй вход второго элемента И и второй обнуляющий вход второго запоминающего элемента подключены к второму входу блока управления, выход второго элемента И соединен с информационным входом второго запоминающего элемента, выход первого реле времени соединен с первым обнуляющим входом второго запоминающего элемента и обнуляющим входом первого запоминающего элемента, выход которого соединен с входом формирователя импульса, входом запуска генератора импульсов и первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго реле времени, выход формирователя импульса соединен с первым выходом блока управления, выход генера1318998

G,Z7

Составитель Л. Птенцова

Редактор A. Ворович Техред И. Верес Корректор A. Обр чар

Заказ 2511142 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тора импульсов соединен с вторым выходом блока управления, выход третьего элемента

И соединен с третьим выходом блока управ.пения, а выход второго запоминающего элемента соединен с четвертым выходом блока управления.