Устройство для тепловой защиты электродвигателя

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ „,720611

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.04.78 (21) 2604609/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 05.03.80. Бюллетень №9

Дата опубликования описания 15.03.80 (51) M. Кл

Н 02 Н 7/08

Гвсударствеинмй комитет

СССР (53) УДК 621.316. .925 (088.8) пс делам изобретений н открытий

В. Л. Савченко, В. И. Студеников, Ю. Ф. Першин и Ф. М. Галиев (72) Авторы изобретения

Карагандинский филиал Особого конструкторского бюро

Всесоюзного научно-исследовательского института автоматизации черной металлургии и Карагандинский металлургический комбинат (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЛ ЗАЩИТЫ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к защите электрических двигателей и может быть использовано в металлургическом производстве, например, для защиты электрических двигателей прокатных станов и других двигателей, работающих в повторно-кратковременных режимах.

Известно устройство для тепловой защиты электродвигателей (1).

Устройство содержит аналоговую схему, выполненную из резистора и конденсатора, цепь нагрузки, заряжающей конденсатор со скоростью, зависящей от тока, потребляемого электромашиной, термистор, размещенный в обмотке электромашины, схему для измерения температуры, детектор уровня, отключающий электромашину, когда напряжение на выходе схемы для измерения температуры превышает заданную величину, в котором моделируется тепловая цепь защищаемой электрической ма;пины и сравнивается напряжение на выходе модели с заданной величиной. При превышении напряжения на выходе моделирующего устройства над заданным устройство защиты отключает электродвигатель.

Недостатком известного устройства для технологических процессов является неизбежность прерывания" процесса для отключения электродвигателя с целью его охлаж дения.

Известно устройство, содержащее рассеивающие тепловые средства, соединенные с нагрузкой, и тиристор. Два главных элект рода тиристора соединяются последовательно с нагрузкой. Последовательное соединение резистора и конденсатора образуют цепь, включенную параллельно главным электродам тиристора, параллельно цепи включен термистор с отрицательным температурным коэффициентом. Точка между резистором и конденсатором соединена с управляющим электродом тиристора. Тиристор устанавливают в непосредственной близости от рассеивающей тепло среды 12).

Недостатком известного устройства является то, что защита от перегрузки двигателя основана на отключении двигателя с целью охлаждения, что прерывает технологический процесс, в котором действует этот двигатель.

720611

Известно устройство для защиты ротора электрической машины от перегрева с имитатором ротора, снабженным измерителем тока пе емножителем интег ато ом блоP.. P P ком сравнения и ограничителем тока (3).

Недостатком известного устройства яв ляется то,"что для уменьшения нагрева двигате3Гя мейьшается уетавка" максимальпоследнего подключен к выходу интеграто.ра, выход блока деления соединен с первым входом сумматора, ко второму входу кото30 рого подключен выход блока единичной функции, а выход сумматора подключен к перво"- - --- му входу блока умножения, ко второму вхо= 3g коТорого подключен выход датчика -времени работы двигателя с нагрузкой, причем выход блока умножения подключен к испол "нйтельному органу; — выполненному в виде регулятора темпа технологического процесса.

На фиг. 1 представлена блок-схема уст-=:-=---:ройства; на фиг, 2 — график произвольной токовой нагрузки электродвигателей.

Устройство для тепловой защиты электродвигателя состоит из датчика 1 тока якоря двигателя, квадратичного преобразователя 2, вход которого соединен с выходом датчика 1 -тока, интегратора 3, вход которого

4s соединен" с выходом квадратичного преобразователя 2, а выход — с первым входом блока 4 деления, второй вход которого сое динен с выходом задатчика максимально допустимого нагрева 5, выполненного в виде

so задатчика квадрата номинального тока (или пропорциональной величины) якоря двигателя.

С выхода блока 4 деления сигнал. поступает на первый вход сумматора 6, на вто..-.....рой вход последнего поступает сигнал еди=:=.:.;,: ничной величйны с выхода блока 7 единич- . ного тока, что может, например, для непре ""=""р йвйых" йрокатных станов, привестй к перестройке режима прокатки и прерыванию технологического процесса на время перестрой- 10 ки.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, т. е. возможности использования для работы электродвигателя в повторно-кратковременном режиме путем изменения среднеквадратичного тока двигателя.

Для этого в устройство для тепловой за:=-. - -- .щиты электродвигателя, содержащее датчик тока якоря двигателя, квадратичный преоб=;-,„= -,- -разователь, интегратор, соединенные после- зф довательно, задатчик максимально допусти-. мого нагрева и исполнительный орган, введены блок деления, блок умножения, сумматор, блок единичной функции, датчик времени работы двигателя с нагрузкой, при этом задатчик максимально допустимого нагрева выполнен в виде задатчика квадрата номинального тока, выход которого соединен с одним входом блока деления, а второй вход ной функции. Выход сумматора 6 соединен с первым входом блока 8 умножения, на второй вход которого поступает сигнал с датчика 9 времени работы двигателя с нагрузкой, а выход 8 блока умножения соединен с входом исполнительного органа 10, выполненного в виде регулятора темпа технологического процесса.

Устройство работает следующим образом.

С датчика 1 тока сигнал, пропорциональный фактическому току контролируемого двигателя, поступает на вход квадратичного преобразователя 2, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный квадрату фактического тока, который поступает на вход интегрирующего устройства 3 и преобразуется в сигнал, пропорциональный интегралу от квадрата тока: у 1 2Д( гдето ® — среднеквадратичное значение тока двигателя.

Сигнал с интегрирующего устройства 3 поступает на первый вход блока 4 деления, на второй вход поступает сигнал с выхода задатчика 5 максимально допустимого нагрева, пропорциональный квадрату номинального тока 1„ . С выхода блока 4 деления на вход сумматора 6 поступает сигнал (— ™), на второй вход сумматора 6 поУк ступает сигнал единичной величины с блока 7 единичной функции. В сумматоре 6 эти сигналы алгебраически складываются и на выходе сумматора формируется сигнал: (0фщ) я который поступает "на первый вход блока 8 умножения. На второй вход блока 8 умножения поступает сигнаЛ датчика 9 времени работы двигателя с нагрузкой — Т, а на выходе блока 8 умножения формируется сиги ал, пропорциональный минимально возможной (из условия нагрева двигателя) паузы 8О = Тв ((-Ф„- 6-) 2 — 1), (1) который поступает в регулятор темпа работы электропривода. Зависимость (1) получена следующим образом.

Чтобы двигатель не перегревался, необходимо соблюдать условие: <к с4, (й) где3щ — среднеквадратичный (эквивалентный по нагреву) ток якоря электродвигателя за время цикла работы;

3„— номинальный ток электродвигателя.

На фиг. 2 приведен график произвольной токовой нагрузки электродвигателЕй при повторно-кратковременном режиме работы, с реверсами; в таких режимах работают практически все прокатные двигатели; главные электроприводы обжимных станов, реверсивных прокатных станов, электроприводы нажимных устройств прокатных клетей, системы регулирования толщины полосы и т. д.

720611

Среднеквадратичное значение тока электродвигателя за время включения:

Формула изобретения

Т

= 1скв

75А

Составитель А. Озязуев

Редактор Ю.челюканов Техред К. Шуфрнч Корректор М. Демчнк

Заказ 10230/44 Тираж 783 Подписное

ЦИ ИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4 где݄— текущее значение тока в i-ом интервале измерения Ы;

Ы вЂ” величина интервала измерения тока; и — количество интервалов измерения, 10 п = аМ

Среднеквадратичный ток за время цикла

Тц,составляет: где Тц — время одного цикла работы двигателя, Тц= Тв+ е;

9 — время паузы между двумя включе- 20 ниями.

По условию (2) н ск екв откуда Гвч 6

Следовательно, величйну нагрева возмож но регулировать величиной паузы.

Измеряя среднеквадратичный ток 1 за время включения двигателя Т0, возможно 30 прогнозировать величину паузы, при которой среднеквадратичный ток I<„aa время цикла

Тц не превысит номинального тока двигателя и, задавая соответствующую величину паузы, обеспечивать тепловую защиту электродвигателя.

ЗЮ

Устройство для тепловой защиты электродвигателй, содержащее датчик тока якоря двигателя, квадратичный преобразователь, интегратор, соединенные последовательно, задатчик максимально допустимого нагрева и исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, т. е. возможности использования для работы электродвигателя в повторно-кратковременном режиме путем изменения среднеквадратичного тока двигателя, в него введены блок деления, блок умножения, сумматор, блок единичной функции, датчик времени работы электродвигателя с нагрузкой, при этом задатчик максимально допустимого нагрева выполнен в виде задатчика квадрата номинального тока, выход KOторого соединен с одним входом блока деления, а второй вход последнего подключс. к выходу интегратора, выход блока деления соединен с первым входом сумматора, ко второму входу которого подключен выход блока единичной функции, а выход сумматора подключен к первому входу блока умножения, ко второму входу которого подключен выход датчика времени работы двигателя с нагрузкой, причем выход блока умножения подключен к йсполнительному -органу, в1. 1полненному в виде регулятора темпа технологического процесса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции № 2214186, кл. Н 02 Н 7/00, !974.

2. Патент США № 3846674, кл. 317 — 18, опублик. 05.11.74.

3. Патент ФРГ № 2431540, кл. Н 02 Н 7/08, 1976.