Автоматический регулятор нагрева

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (, зеовгв (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02 01 7Э (21) 186520Э/07 (51) М. Кл.

Н 01 В 19/02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет(43) Опубликовано 25.01.78. Бюллетень № 3 (45) Дата опубликования опнсания17.01.78

Государственный номнтет

Совета Мнннстроа СССР ао делам нзобретвннй н открытнй (53) УДК 621.Э16 (088.8) И. Ф. Кириленко, В, Н. Непопекин, П. И. Старагин, Н. С. Михайленко, В. А. Горне и Л. А. Лукьяненко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛ спОр ЯАГрЕВА

Изобретение относится к технологии злектромашиностроения, в частности к технологическим процессам пропитки обмоток влектрических машин специальными .изоляционными составами и их по ледующей тер- 5 мообработки (сушки) нагревом.

Технологический процесс пропитки и термообработки представляет собой пропитку обмоток методом их полива изоляционными 10 лаками и термообработки токовым нагревом.

Нагрев обмотки переп пропиткой и во время термообработки осуществляется включе» нием ее на понижейное, цо сравнению с номинальным, напряжение, В процессе пропит- 15 ки и термообработки изделие с нагреваемой обмоткой, как правило, непрерывно вращаеч ся со скоростью 30-60 o6/мин на специаль ном устройстве, размещенном, например, на поворотной планшайбе. Поворот планшайбы 20 осуществляется периопически с выбранным тактом. Нагреваемая обмотка подключается к источнику питания через кольцевые токосьемники. Вращение изделия и непрерывный полив обмотки лаком не позволяют приме- 25 нять датчики температуры, например, типа термопар или терморегистров для контроля и регулирования режимов нагрева.

Известны устройства пля подпержания заданного режима нагрева по времени питанием нагреваемой обмотки стабилизированным напряжением (1 j.

Однако нагрев по времени не позволяет осуществлять контроль температуры и, слеповательно, поддерживать ее на заданном уровне. Несоблюдение режимов нагрева при-, водит к некачественной пропитке и термообработке обмоток, что может стать одной кэ причин преждевременного выхода электрических машин из строя.

Известны также устройства регулирования нагрева обмоток и процессе их пропит ки н термообработки, где контроль температуры осушествляется мостом сопротивления по величине сопротивления нагреваемой обмотки (2).

В данном устройстве контроль нагрева обмоток осуществляется посредством перно дического измерения их сопротивления мостовым измерительным устройством через

589626

3 контактные кольцевые токосъемники. Нагрев в этом, случае осуществляется неизменным, заранее подобранным в промежутках между измерениями напряженнем. При этом применяется система опроса, позволяющая одним измерительным устройством последователь но контролировать определенное количество нагреваемых. статоров с одннаковыми сопротивлениями обмоток.

Недостатком этого устройства является то, что при измерении сопротивления обмотки мостом в вв цвнн оказываются контактные токосъвъеики, переходное соцротнвленив которых при мелом напряжении питания диагонали моста соизмеримо с сопротивлением обмотки и, кроме того, в большой с теценн зависит от чистоты контакжых поверхностей. Нестабильность сойротивления цепи вносит болынне погрешности при измерениях, вследствие чего заданный режим нагрева нарушается. К нарушению эаданногь режима нагрева приводит также отсутствие автоматического учета нэменення температуры окружающей среды КроМе того4 w пропиточных установках с такими устройсч .вами возможиа пропнтка статоров с идентнчнымн обмоточными данными только пар-, тиями, так как для обмоток с различными сопротивлениями необходима перенала дка, йстоЧннка питания н измерительного устройства. Это ограничивает. облас ть црнменения подобных прони точных установок, так как при мелкосерийном производстве двигателей значительная часть времени уходит на переналадку источников питания и измерительного устройства.

Белью изобретения является повышение точностн регулирования и расширение функциональных воэможнос тей. 40

Это достигается тем, что автоматнческий регулятор нагрева многопозиционных уста- новок для пропитки н сушки электродвигате-,, лей снабжен датчиком тока в обмотках

45 электродвигателей, датч иком температуры окружающей среды, связанным с задатчиком температуры, сумматором с подключенными к его входам двумя логарифмическими функцнональными преобразователями, образук>50 шими измерительный блок и соединенными через систему опроса с датчиками тока и обмотками электродвигателей, и устройствами эапомннання начальных сопротивлений обмоток, свяэаннымн через коммутатор н систему опроса с сумматором и регуляторами напряжения.

На фиг. 1 представлена блок-схема автоматического регулятора нагрева; на фиг. 2— блок-схема управления запоминающим устройством, выполненным на щаговых искателях; на фнг, 3 — принципиальная электрическая схема коммутаторе.

Автоматический регулятор нагрева включает в себя понижающий трансформатор l, один полюс которого подключен к сплошной шине кольцевого токосъемника 2, расположенного на неподвижной части пропнточносушильной установки, а второй полюс подключен к тнристорным регуляторам 3 напряжения; тирнсторные регуляторы напряжения, по числу позиций нагрева пропнточно-сушильной установки, выходы которых подключены к сегментам 4, расположенных на неподвижной части установки; измери тельный блок, состоящий из источника 5 напряження постоянного тока, подключенного одним полюсом к шине 2, а другим через шунт 6 н ключи 7 системы опроса к сегментам 4, н сумматора 8, один вход которого через логарифмический функциональный преобразователь 9 подключен к шине 2 и сегментам 4 (через ключи 7 системы опроса), другой через логарифмический функциональный преобразователь 10 подключен к шунту 6 и третий — к запоминающему ус тройству 11, а выход подключен к нуль-органу 12; запоминающие устройства

11, по числу позиций пропиточно-сушильной установки, сигналы на вход которых поступают от управляющего устройства 13 через ключи 7 системы опроса и коммутатор 14, I а выходы подключены: один к сумматору 8 через коммутатор 14 и ключи 7 системы опроса, а друт ой также через коммутатор

14, ключи 7 системы опроса н блок 15 включения нагрева к регуляторам 3 напряжения; нулторган 12, один вход которого подключен к сумматору 8, другой — к задатчику 16 температуры через ключи 7 системы опроса, а выход связан с управляющим устройством 13; задатчик 16 температуры на позициях нагрева пропиточно-сушильной установки, выход которого корректируечся датчиком температуры окружающей среды 17; блок 15 включения нагрева, управляемый от нульоргана 12 через управ, ляющее устройство 13 и воздействующий на цепи управлення регуляторов 3 напряжения; систему опроса температурного состояния обмоток статоров, состоящую из распределителя 18и ключевых 7 устройств; коммутатор 14, представляющего собою К позиционный переключатель на N положеI ннй, räå К вЂ” количество рабочих позиций пропнточно-сушильной установки (см. фиг.3).

Вал ротора коммутатора 14 сочленен посредством жесткой связи с валом планшайбы пропнточно-сушильной установки и пово- рачивается на заданный угол синхронно с ней. Через коммутатор 14 подсоединены

589626 цепи управления регуляторов 3 напряжения и обмотка сумматора 8 K запоминаюшим устройствам ll, а также запоминающие устройства к управляющему устройству 13.

Автоматический регулятор нагрева работает следующим образом.

После подключения обмотки сччтора к токосъемникам 19 и переноса его на цервую позицию установки посредством поворота планшайбы, ключи 7 системы опроса 10 закрывают тиристоры регуляторов 3 напряжения и подключают обмотку статора к источнику 5 питания, Папение напряжения с обмотки статора

20 через ключ 7 системы опроса поступает на функциональный логарифмический преобразователь 9, с выхода которого на ахоп сумматора 8 снимается напряжение, пропорциональное РаВ, гпе U - падение напряжения на обмотке статооа.

С шунта 6 на логарифмический функциональный преобразователь 10 поступает напряжение, пропорциональное току, протекавшему через обмотку статора.

С преобразователя 10 напряжение, пропорциональное - fnl приклапывается ко второму входу сумматора 8. В результате суммирования этих величин на выходе сумматора появляется напряжение, пропорциональное логарифму сопротивления обмотки статора

30 в холодном состоянии.

Это напряжение поступает иа вход нуль» органа 12, на второй вход которого с запатчика 16 поступает напряжение, пропор35 циональное температуре окружающей среды, величина которото заведомо меньше напряжения на выходе сумматора. В результате на выходе нуль-органа 12 появится сигнал,. который через управляющее устройство 13, 40 ключи 7 системы опроса и коммутатор 14 поступает на вход одного из запоминающих устройств 11 пля накопления информации, Напряжение, пропорциональное накопленной информации в запоминающем устройстве, 45 снимается с одного из ет о выхопов и через коммутатор 14 и ключ 7 системы опроса приклапывается к вхопу сумматора 8, гпе алгебраически складывается с напряжением, пропорционалы.ым 6а U - ta 3 . НакоплеМ ние информации происходит по равенства напряжения, поступающего с сумматора 8 на вход нуль-органа 12, с напряжением, пропорциональным температуре окружающей среды снимаемым с задатчика 16 темпеЭ

5S ратуры. При равенстве этих напряжений на выходе нульоргана сигнал принимает значение, равное нулю.

Процесс запоминания (иакопления информации)происхоппт следующим образом: сиг« нал с выходя нульоргана 12 перебрасывает чРиггер 21 (c ». Фиг. 2) управляющего усч ройства 13 и через усилитель 22 включает катушку шагового искателя грубого отсчета

{ШГ). От тактового генератора 23 на запрещающий вкоп триггера 21 поступает импульс, который перебрасывает триггер ь исходное состояние. Катушка ШГ отключаеч ся и передает щетки ШГ1 и ШГ2 на один шаг. Напряжение на выходе сумматора 8 уменьшается на некоторую величину. Процесс передвижения щеток ШГ будет повторяться по тех пор, пока напряжение ца выхопе сумматора 8 не станет меньше или равным напряжению, поступающему с запатчика 16, и сит нал на выходе нульоргаиа 12 не станет равным нулю. Триггер 21 переключаться не будет и с его выхопа через элемент задержки 24 поступит сигнал на усилитель

25. Реле РГ включится, станет на самопитание и своими контактами отключит катушку ШГ от усилителя 22 и подключит катушку шагового искателя точного отчета ШТ, а также ведет во входную цепь сумматора 8 дополнительное сопротивление, расцаянное на ламелях шагового искатели точного отсчета ШТ, и попготовит цепь включения PT.

В результате вве пения пополнительного сопротивления во входную цепь сумматора 8 напряжение на его выхопе увеличится и иа выхопе нуль-органа 12 появится сигнал, отличный от нуля, который включит катушку

ШТ. Начнется передвижение щетки ШТ, как описано ранее, по принятия сигналом на выходе нуль-органа 12 нулевого значения.

Аналогично описанному выше, с выхопа тритчера 21 сигнал через элемент выпержки времени включит реле РТ, которое становится на самопитание и своими контактами отключает катушки ШГ и ШТ, попает сигнал на начало работы системы опроса (распрепелителя,18) и через блок 15 включения нагрева на включение регулятора 3 напряжения, Процесс запоминания начального значения сопротивления нагреваемой обмотки окончен. При этом в цепь управления регулятора 3 напряжения введено сопротивлеиие

ШГ 1, которое обуславливает угол открывачия тиристоров, пропорциональный сопротивлению обмотки нагреваемого статора.

После подачи сигнала от управляющего устройства 13 в систему опржа об окончании замера сопротивления обмотки cTQTG ра и его запоминания, система с запапиым тактом поочередно произваппт опрос температурного состояния. обмоток нагреваемых статоров.

Производится это слепок>шим образом: по сигналу от системы опроса аапи) аютса

589626. 7 тииристоры регулятора напряжения и обмот ка статора подключается к источнику поствянного напряжения.

Hs первый и второй входы сумматора 8 с функциональных преобразователей 9 и 1О поступают напряжения, пропоциональные

Q Qg-ggj3 соответственно, а на третий вход от запоминающего устройства 11 подается напряжение, пропорциональное Pn Rx где Rx - сопротивление обмотки статора в холодном состоянии.

В результате на выходе сумматора появится напряжение, пропорциональное логарифму приращения сопротивления обмотки статора в результате его нагрева. 15

Это напряжение поступает на вход нульоргана 12, на второй вход которого подается напряжение с задатчика 16, пропорционален ное логарифму приращения сойротивления, пропорционального заданной температуре на ро данной1 позиции. Если на выходе сумматора

8 напряжение будет больше, чем на выходе задатчика 16 или равно ему, что соотвеч ствует достижению заданной температуры, на выходе нуль-органа появится сигнал, от- л личный от нуля, и через триггер 21, усилитель 22 и закрытые контакты РГ поступит на блок 15 включения нагрева, который подаст команду на отключение регулятора 3.

Регулятор останется отключенным до сле- 30 дующего опроса. Если же на выходе сумматора 8 напряжение будет меньшим эаданнс го, что соответствует недогреву обмотки, на выходе нуль-органа 12 сигнал примет нулевое значение, по истечении времени замера регулятор 3 напряжения включится и будет включенным до следующего опроса.

Запоминающее устройство той позиции пропиточной установки, с которой снят проптанный статор, системой опроса приводится в исходное состояние.

Формула изобретения

Автоматический регулятор нагрева, например, многопозиционных установок для пропитки и сушки электродвигателей, содержащий регуляторы напряжения, подключенные к обмоткам электродвигателей через коллектор, и измерительный блок, связанный с задатчиком температуры, регуляторами напряжения и обмотками двигателей через систему опроса, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности регулирования и расширения функциональных возможностей, он снабжен датчиком тока в обмотках электродвигателей, датчиком температуры окружающей среды, связанным с эадатчиком температуры, сумматором с подключенными к его входам двумя логарифмическими функциональными преобразователями, образующими измерительный блок и соединенными через систему опроса с датчиками тока и обмотками электродвигателей, и устройствами запо- минания начальных сопротивлений обмоток, связанными через коммутатор и систему опроса с сумматором и регуляторами напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Болотников А. М, и др. Регулируемые источники питания для установок пропитки и токовой сушки статоров, (труды

ВНИИТэлектропром, вып. 8, 1969).

2, Патент ФРГ Мо 1212204, кл. 21353, 589626

Составитель В. Ратников

Редактор Н. Хлудова Техред М. Келемеш Корректор Л. Небола

Заказ 3 97/36 Тираж 960 Подписное

1 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ЛИП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4