Способ удаления влаги из изоляции обмоток электродвигателя и устройство для его осуществления

 

Использование: область контроля и управления электроприводами с поворотными лопатками, например, вентиляторов метрополитена, работающих в тяжелых климатических условиях. Сущность изобретения: перед запуском производят измерение сопротивления изоляции, сравнивают с заданной величиной и в случае обнаружения отклонений включают источник электронагрева. В качестве такого источника используют, например, электродинамический тормоз. При этом увеличивается сопротивление изоляции электродвигателя и обеспечивается повышение надежности работы привода. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области контроля и управления электроприводами горных машин, например вентиляторов метрополитена.

Способ управления вентилятором метрополитена состоит из операций включения электромеханического тормоза, подающего электроэнергию в обмотку электродвигателя вентилятора с целью остановки его ротора до запуска в работу.

Однако имеют место частные случаи выхода из строя силового электропривода вентилятора из-за падения сопротивления изоляции обмоток электродвигателя. Это происходит вследствие высокой влажности в зимний период времени.

Отказ управления вентилятором общеобменной вентиляции создает опасность для людей, находящихся под землей, и приводит к необходимости посылать обслуживающий персонал в тоннель метрополитена при движении поездов для ликвидации неисправности на месте.

Цель изобретения - повышение надежности работы за счет удаления влаги из обмотки электропривода.

Это достигается тем, что вводятся новые операции в способ управления вентилятором: - до запуска вентилятора в работу автоматически производят измерения сопротивления изоляции обмоток электродвигателя силового привода вентилятора, затем результаты измерения сравнивают с заданной величиной и при сопротивлении изоляции выше или равном заданной величине осуществляют запуск вентилятора в работу; - при сопротивлении изоляции обмоток электродвигателя ниже заданной величины включают подогрев обмоток, который продолжают до тех пор, пока сопротивление не достигнет нормы (заданной величины). Причем в качестве источника нагрева предлагаем использовать источник тормозящего тока.

На фиг. 1 изображено устройство, поясняющее предлагаемый способ управления вентилятором метрополитена.

Оно содержит блок задания режимов 1, реверсивный привод шибера и рабочих лопаток 2, блок концевых выключателей 3, источник тормозящего тока 4, силовой электропривод 5 вентилятора 6, два датчика времени 7 и 8, три элемента И 9, 10 и 11, два элемента ИЛИ 12 и 17, фиксатор нулевой скорости 13, мультивибратор 14, элемент задержки 15, формирователь 16, устройство контроля сопротивления изоляции, состоящее из измерителя сопротивления 18, задатчика 19, сравнивающего устройства 20 и усилителя-ограничителя 21, триггера 22.

Мультивибратор 14 подключен по входу одновременно к выходу триггера 22 и второму входу второго элемента ИЛИ 17, а выходом - к первому входу первого элемента ИЛИ 12, последний подключен выходом к входу источника тормозящего тока 4 и вторым входом - к первому выходу второго датчика времени 8, который подключается первым входом к второму выходу фиксатора нулевой скорости 13 и первому входу первого элемента И 9, вторым входом - к выходу второго элемента И 10, а вторым выходом - к третьему входу второго элемента ИЛИ 17, который первым входом подключен через первый датчик времени 7 к третьему выходу реверсивного привода шибера и рабочих лопаток 2 и второму входу второго элемента И 10, а выход второго элемента ИЛИ 17 соединен с первым входом блока задания режимов 1. Последний подключается вторым входом через формирователь 16 и элемент задержки 15 к источнику питания (на чертеже не показан), а первым и вторым выходами соответствующим входам реверсивного привода шибера и рабочих лопаток 2, который первым и вторым выходами подключен к соответствующим входам вентилятора 6 и четвертым выходом через блок концевых выключателей связан со своим третьим входом и первым входом третьего элемента И 11, второй вход которого подключен к второму выходу источника тормозящего тока 4 и третьему входу первого элемента И 9. Выход элемента И 11 соединен с вторым входом силового электропривода 5, первый его вход подключен к первому входу источника тормозящего тока 4, а первый выход подключается к третьему входу вентилятора 6 и своим выходом - к входу фиксатора нулевой скорости 13, который первым выходом соединен с первым входом второго элемента И 10, третий вход которого подключен к второму выходу силового электропривода 5. Силовой электропривод 5 третьим выходом подключен к второму входу первого элемента И 9, последний в свою очередь подключен через измеритель сопротивления 18 к первому входу сравнивающего устройства 20, подключенного вторым входом к задатчику 19, а выходом - к входу усилителя-ограничителя 21, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим входам триггера 22.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии силовой электропривод 5 и реверсивный привод шибера отключены. На втором выходе силового электропривода имеется сигнал, который поступает на третий вход элемента И 10. Вентилятор 6 отключен. Также отключены датчики времени 7 и 8, триггер 22, мультивибратор 14. Сигналов на выходе блока задания режимов 1 нет. Также нет сигнала на втором входе блока задания режимов от формирователя 16. Источник тормозящего тока 4 отключен, а на его втором выходе имеется сигнал разрешения приема команд, который поступает на второй вход элемента И 11 и третий вход элемента И 9. Когда ротор вентилятора не вращается, на втором выходе фиксатора нулевой скорости 13 формируется сигнал, который блокирует включение по первому входу датчика времени 8 и выдает сигнал разрешения приема команды на первый вход элемента И 9. На втором и третьем входах этого элемента также имеются сигналы от силового привода и от источника тормозящего тока. Поэтому с выхода И 9 поступает сигнал на вход измерителя сопротивления 18. При этом производится измерение сопротивления изоляции. Результат измерения выдается на первый вход сравнивающего устройства 20. На второй его вход поступает сигнал от задатчика сопротивления 19 и результат сравнения поступает на вход усилителя-ограничителя 21. При сопротивлении изоляции обмотки электродвигателя выше заданной величины усилитель-ограничитель 21 формирует сигнал на своем втором выходе, который блокирует включение триггера 22. Последний будет находиться в отключенном состоянии и не будет блокировать работу блока задания режимов, так как на втором входе элемента ИЛИ 17 сигнал будет отключен. Таким образом вентилятор подготовлен к запуску.

В случае, если сопротивление изоляции обмоток электродвигателя ниже заданной величины, то на первом выходе усилителя-ограничителя формируется сигнал, который включает триггер 22, который через элемент ИЛИ 17 запрещает работу блока задания режимов и включает в работу мультивибратор 14. Импульсы с мультивибратора будут поступать на первый вход элемента ИЛИ 12, а с выхода последнего - на вход источника тормозящего тока, который через свой первый выход будет осуществлять подогрев обмотки электродвигателя. Сопротивление изоляции будет повышаться. В моменты пауз будет автоматически подключаться измеритель сопротивления 18. Эта операция будет продолжаться до тех пор, пока сопротивление изоляции обмоток электродвигателя в силовом электроприводе не достигнет заданной величины и триггер не отключится.

Во время работы источника тормозящего тока будет отключаться сигнал на его втором выходе, который поступал на третий вход элемента И 9, и измерение будет прекращаться. Это необходимо для того, чтобы исключить влияние помех, создаваемых током торможения на работу измерителя сопротивления 18. Аналогично отключение сигнала с второго выхода фиксатора нулевой скорости, а следовательно, и с первого входа элемента И 9 блокирует работу измерителя сопротивления. Это необходимо для защиты от электропомех в случаях, когда силовой электропривод 5 отключен, а ротор вентилятора по какой-либо причине, например от "поршневого эффекта", вращается и в обмотке электродвигателя наводится ЭДС самоиндукции.

Элемент задержки 15 и формирователь 16 служат для выдачи предварительной команды "исходное состояние" на блок задания режимов в момент подачи напряжения на блок задания. Последний выдает сигнал на свой второй выход, а следовательно, на вход шибера, который включится в работу, закроет шиберующее устройство и приведет рабочие лопатки и схему управления в исходное состояние.

При подаче команды на запуск вентилятора в приточный или реверсивный режимы с первого выхода блока задания режимов команда поступает на соответствующий вход шибера, производит разворот рабочих лопаток на оси вентилятора 6 в соответствующее команде направление. По завершении этой операции шибер через четвертый выход воздействует на соответствующий команде концевой выключатель в блоке концевых выключателей 3. На выходе последнего формируется сигнал, который поступит на четвертый вход шибера и отключит его. Одновременно этот сигнал поступит на первый вход третьего элемента И 11, на втором входе которого присутствует сигнал с второго выхода отключенного источника тормозящего тока. В результате с выхода третьего элемента И 11 поступит команда на второй вход силового электропривода и включит его в соответствующий команде режим работы вентилятора "Приток" или "Вытяжка". При этом блокируется поступление команд на включение источника тормозящего тока, так как с второго выхода силового электропривода исчезает сигнал, ранее поступавший на третий вход элемента И 10, управляющего датчиком времени 8. Блокируется и работа измерителя сопротивления, так как при вращении ротора вентилятора исчезает сигнал на втором выходе фиксатора нулевой скорости, ранее поступавший на первый вход элемента И 9. В период всего времени работы привода шибера и на его третьем выходе присутствует сигнал, который поступает на вход датчика времени 7 и на второй вход элемента И 10.

При этом датчик времени 7 осуществляет контроль за продолжительностью работы реверсивного привода шибера. В случае, если время работы привода шибера превысит уставку времени датчика времени 7, то последний на своем выходе выдает сигнал. Этот сигнал поступит на первый вход элемента ИЛИ 17, а с выхода последнего - на первый вход блока задания режимов, блокируя его работу. Такая защитная операция необходима при отказе в работе шиберующих устройств, отключении тепловой и токовой защиты, а также отказе концевого выключателя. В момент работы реверсивного привода шибера через элемент И 10, датчик времени 8 и элемент ИЛИ 12 производится включение источника тормозящего тока при наличии вращения ротора вентилятора выдачи сигнала с первого выхода фиксатора нулевой скорости. При этом на втором выходе последнего сигнал отключится и через элемент И 9 запретит работу измерителя сопротивления и отключит блокировку, с первого входа датчика времени 8. С выхода элемента И 10 сигнал поступит на второй вход этого же датчика времени, который выдаст сигнал на свой первый выход. Этот сигнал поступит на второй вход элемента ИЛИ 12 и далее на источник тормозящего тока. После включения источника тормозящего тока ротор вентилятора будет снижать число оборотов. При полной его остановке сигнал с первого выхода фиксатора нулевой скорости отключится и появится на его втором выходе. Этот сигнал отключит датчик времени 8 и подача тормозящего тока прекратится.

Датчик времени 8 ограничивает время протекания тормозящего тока по обмотке электропривода. Одновременно на втором выходе датчика времени формируется сигнал, который будет поступать на третий вход элемента ИЛИ 17 и далее на первый вход блока задания режимов, блокируя его работу. Схема запуска разбирается и включение вентилятора отменяется. Таким образом после установки ротора вентилятора в неподвижное состояние, отключения источника тормозящего тока, получения данных о нормальной величине сопротивления изоляции электродвигателя через элемент ИЛИ 17 снимается блокировка с блока задания режимов, на силовой электропривод подается напряжение и он приходит во вращение в направлении, определяемом блоком задания режимов.

Отключение вентилятора происходит следующим образом.

С второго выхода блока задания режимов 1 сигнал поступает на соответствующий вход привода шибера, который будет закрываться и отключит сигнал управления с первого входа элемента И 11. В результате этого отключается силовой электропривод. Сигнал с первого выхода фиксатора нулевой скорости аналогично описанному включит источник тормозящего тока. Последний будет работать до тех пор, пока ротор вентилятора не остановится. Шибер отключится по команде от блока концевых выключателей, которая поступит на четвертый вход привода шибера. Реверсирование работы вентилятора с режима "Приток" на режим "Вытяжка" и наоборот заключается в том, что блок задания режимов сначала на своем втором выходе будет выдавать сигнал отключения до остановки вентилятора, а затем сигнал на первый выход и запустит вентилятор в заданный режим работы. (56) Авторское свидетельство СССР N 434540, ул. Н 02 Н 7/08, 1972.

Формула изобретения

1. Способ удаления влаги из изоляции обмоток электродвигателя преимущественно привода вентилятора с поворотными рабочими лопатками и шибером, включающий нагрев обмоток в период отключения электродвигателя от питающей сети путем пропускания через обмотки тока от регулируемого источника, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности эксплуатации, перед пуском электродвигателя измеряют величину сопротивления изоляции обмоток, сравнивают ее с заданной величиной при величине сопротивления изоляции обмоток меньшей заданной величины включают нагрев обмотки до момента, когда величина сопротивления изоляции будет равна заданной величине.

2. Устройство для удаления влаги из изоляции обмоток электродвигателя, содержащее блок задания режима работы вентилятора, источник тормозящего тока, подключенный к электродвигателю, отличающийся тем, что, с целью исключения перегрева обмоток электродвигателя, устройство дополнительно содержит триггер, устройство контроля сопротивления изоляции обмоток, два элемента ИЛИ, мультивибратор и два реле времени, при этом триггер подключен соответственно первым и вторым входами к выходам усилителя-ограничителя устройства контроля сопротивления изоляции, выход триггера подключен ко второму входу второго элемента ИЛИ и выходу мультивибратора, последний подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ первым входом подключен к выходу первого реле времени, а выход второго элемента ИЛИ подключен к первому входу блока задания режима.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения сопротивления изоляции обмоток, оно дополнительно содержит три элемента И, фиксатор нулевой скорости электродвигателя, реверсивный привод шибера и рабочих лопаток, элемент задержки И подключен первым входом к второму выходу фиксатора нулевой скорости и первому входу второго реле времени, вторым входом к обмотке электродвигателя через третий вход силового электропривода, третьим входом к второму входу элемента И и второму входу источника тормозящего тока, а выход первого элемента И подключен к измерителю сопротивления устройства контроля сопротивления изоляции, причем второе реле времени подключено первым входом ко второму входу первого элемента ИЛИ, а вторым входом к выходу второго элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу реверсивного привода шибера и рабочих лопаток и входу первого реле времени, а третьим входом - к второму выходу силового электропривода, при этом элемент задержки своим входом подключен к источнику питания, а выходом через формирователь импульса подключен к второму входу блока задания режимов работы.

РИСУНКИ

Рисунок 1