Тепловая модель электродвигателя постоянного тока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1 1 748641

Союз Советскин

Социалистических Республик (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 10.04.78 (2() 2600471/24 07 с присоединением заявки ¹(23) ПриоритетОпубликовано 15.07.80. Бюллетень № 266 (51)М. Кл.

Н 02 Н 7/08 йвудлрственны1 кемнтет

СССР

se делам изобретений и отнрмтий (53) УД К621.316. . 925 (088.8) Дата опубликования описания 18.07.80 (72) Автор изобретения

A. М. Литвиненко

Воронежский политехнический институт

» (7!) Заявитель (54) ТЕПЛОВАЯ МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено дпя управления электродвигателем постоянного тока.

Известны устройства дпя моделирования npoueccos нагрева и охлаждения двигателя, содержащие датчик тока якоря, соединенный с квадратором и включенный на выход последнего элемента» задержки с постоаттной времени, равной постоянной времени нагрева якоря 1).

Сигнал с выходи элемента задержки, поступает на вход блока управления двигателем»

Недостатком устройства является нали15 чие погрешности моделирования тепловых процессов, обусловленная неучетом изменения сопротивления обмотки якоря вследствие ее нагрева.

Известно также устройство - физическая модель двигатели, представлающая собой дополнительную секцию якоря с уч астком уменьшенного сечении, распопсьженную в междупопюсном пространстве 21

Недостатком известного устройства является необходимость конструктивных изменений моделируемого двигателя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, представляющее собой спиральный проводник, обмотанный вокруг изолированной металлической пластины.

В непосредственной близости от пластины располагается датчик температуры (термистор). Датчик, пластина и проводник покрыты слоем бандажа и компаунда. Постоянная времени нагрева определяется толщиной пластинки и числа слоев бандаИ.

Устройству-прототипу присущ недостаток - дополнительная погрешность из-за того, что при моделировании тепловых процессов электродвигателя, в магнитной цепи которого использованы материалы с

1 низкой температурой распада ферромагнитной структуры с точкой Кюри и допускающего значительный перегрев, не учитывается ухудшение магнитных свойств

3 74864 1 сердечника двигателя при приблйжении

его температуры к указанной точке распада и, следовательно, снижение нагрузочной способности двигателя.

Белью изобретения является повышение точности моделирования процессов нагрева и охлаждения якоря путем учета влияния температуры на магнитные характеристики якоря.

Цель достигается тем, что известное устройство — тепловая модель электродвигателя постоянного тока, содержащая датчик температуры якоря, выполненный в виде обмотки из провода с тем же температурным коэффициентом сопротивления, как и провод обмотки якоря, снаружи обмотка датчика покрыта слоем теплоиэслирующего материала, внутри нее расположен термочувствительный элемент, дополнительно снаожена управляемым источником переменного тока и демодулятором, вход которого вместе с обмоткой датчика присоединен к выходу управляемого источника, а термочувствительный элемент выполнен в виде магнитного сердечника, 25 одинакового с материалом сердечника якоpH„

На фиг. 1 приведена струк „pe e схема предлагаемого устройства; на фиг. 2зо датчик температуры якоря.

4. выми с постоянными времени моделируемого двигателя l.

После включения двигателя 1 в работу тепловыделение в нем от потерь вызывает повышение его температуры, При увеличении нагрузки на двигатель возрастает ток якоря и повышается его температура.

Поскольку обмотка датчика 6 обтекается током, пропорциональным току якоря, а тепловые постоянные датчики 6 и двигателя 1 одинаковы, то обмотка 8 и сердечник

10 датчика нагреваются одинаково с двигателем. Напряжение на датчике 6 зависит от величины тока якоря, активного сопротивления обмотки 8, определяемого ее температурой, и индуктивного сопротивления, определяемого магнитными свойствами сердечника 10.

Таким образом, нагруэочную способность двигателя характеризует напряжение с датчика 6, которое демодулируется в элементе 7 и поступает на управляющий вход блока 2 управления, создавая замкнутую цепь автоматического регулирования режима двигателя. При перегрузке двигателя, его температура повышается настолько, что магнитные свойства сердечника ухудшаются вследствие приближения к точке Кюри, а нагрузочная способность двигателя, определяемая его электромагнит ным момен том, падает, В этом случае напряжение на датчике

6 уменьшается из-за уменьшения индуктивной составляющей сопротивления, величина сигнала управления на входе блока

2 уменьшается, что вызывает уменьшение тока, потребляемого двигателем 1.

Таким образом, введение дополнительных элементов исвязей дает возможность повышения точности моделирования процеосов нагрева и охлаждения двигателя путем учета изменения от температуры магнит» ных свойств его сердечника.

Электродвигатель 1 подключен к блоку 2 управления, обеспечивающего необходимый режим питания двигателя. Датчик

3 тока якоря подключен в цепь якоря двигателя 1, а его выход — к тепловой модели 4 двигателя, состоящей из управляемого источника 5 переменного тока, величина которого пропорциональна сигна40 лу с датчика 3 тока. К выходу источника

5 присоединены датчик 6 температуры якоря вместе с входом демодулятора 7. .Выход последнего подключен к управляю-. щему входу блока 2 управления двигатели.

Датчик 6 температуры якоря состоит из обмотки 8 из провода с таким же температурным коэффициентом сопротивления, что и провод обмотки якоря, Снаружи обмотка 8 покрыта слоем 9 теплоиэоли50 рующего материала. Внутри обмотки 8 имеется полость, в которую помещен сердечник 10 из того же магнитного м атериала, что и сердечник якоря двигателя. Тол55 щина слои 9 теплоизолирующего материа.ла и число витков обмотки 8 выбираются таким образом, чтобы тепловые постоянные времени датчика 6 были бы одинакоФормул а изобретения

Тепловая модель, электродвигателя постоянного тока, содержащая датчик температуры якоря, выполненный в виде обмотки из провода с тем же температурным коэффициентом сопротивления, как и провод обмотки якоря, снаружи обмотка датчика покрыта слоем меплоиэолирующего материала, внутри нее расположен термочувствительный элемент, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения точности моделирования процеСсов нагрева и охлаждения якоря путем учета влияния

74864 температуры на магнитные характеристики якоря, она дополнительно снабжена управляемым источником переменного тока и демодулятором, вход которого вместе с обмоткой датчика присоединен к выходу управляемого источника, а термочувствительный элемент гыполнен в виде магнич ного сердечника, одинакового с материалом сердечника якоря.

1 6

Источники информа сии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 312340, кл. Н 02 Н 7/08, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

14 379952, кл. H 02, Н 7/085, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР № 512531, кл. Н 02 К 11/00, 1974.

Составитель A. Сурба

Редактор О. Кузнепова ТехредЖ. Кастелевйч Корректор С. Шекмар

Заказ 4254/44 Тираж 783 Подписное

UHMHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4