Способ тепловой защиты электродвигателя следящей системы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОА4У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<ц970550 (61) Дополнительное к авт. свид-sy в 790064 (22) Заявлено 05. 01 ° 81 (21) 3229725/24-07 сприсоединениемзаявки ¹â€” (23) Приоритет

Р УД К з

Н 02 Н 7/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.10,82. бюллетень М 40

t33).ÓÄÊ 621. 316 °.925(088 ° 8) Дата опубликования описания 30.10.82.В. Л. Савченко, В. A. Пронякин, В. Д. Лигай и Л. И. Липина (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

СЛЕДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ

Изобретение относится к способам защиты электрических двигателей следящей системы, например нажимных винтов клетей прокатного стана, осуществляющим:предотвращение перегрузки двигателя по току, и может быть использовано в позиционных системах автоматического регулирования, в частности в прокатном производстве.

По основному авт. св. 9 7900б4 известен способ (1 ) тепловой защиты электродвигателей, предотвращающий недопустимый перегрев электродвигателя, работающего от управляющего воздействия случайного характера, без изменения пускового тока или его отключения.

В этом способе измеряют, возводят в квадрат и интегрируют во времени ток электродвигателя, сравнивая полученную величину среднеквадратичного тока с предельной регулируемой величиной, и при превышении среднеквадратичного тока над последней воздействуют на режим работы электродвигателя, дополнительно из.меряя заданный интервал времени работы электродвигателя, и изменяют величину первоначально установленной зоны нечувствительности регулятора, в Функции измеренных среднеквадратичного тока и времени работы электродвигателя по закону, определенному

g Формулой и.

1-— ск „ ь (.1)

f0 Н, где C - текущее значение зоны нечувствительности регулятора следящей системы, мм;

Ж " первоначально установлено ное значение зоны нечувствительности регулятора, мм > номинальный (заданный) ток электродвигателя, А;

20 ск - среднеквадратичный ток электродвигателя, А;

Т вЂ” время работы электродвигаЬ теля за заданный интервал измерения Т, с.

Приведенная зависимость (1) эоны нечувствительности регулятора от ее начального значения, среднеквадра" тичного тока двигателя и времени включения в достаточной степени достоверна только для укаэанного режима и может давать значительну

970550

50 н ск п4 и-"

СК СК Н CK о Й 2

2 0 2 в (7) 60

Откуда

3ск

2 (,З 2- <о)1(>) ск,. ск погрешность при изменении режима работы электропривода. Погрешность в определении величины зоны нечувствительности регулятора, сопровождающей сверхквадратичному току, равному номинальному (заданному), может появ- 5 ляться и за счет других причин, например измерения с различной точ,ностью оценок случайных процессов.

Допустим, что по технологическим co= ображениям и статическим исследова- 10 ниям режима работы электродвигателя выбрана начальная зона нечувствительности РегУлЯтоРа 8Е и Э „ = (Со) Ф

1 Зн, тогда по зависимости (1) (или иной зависимости) определяется х 15

= (э„,, э„,тв,тцЬ pew-x утверждается, что

Э „=Е(ж„) =3н. (2)

Однако по ряду указанных выше при- 0 чин тождество (2) может нарушиться и тогда ск -3н 3 . (3)

B этом случае необходимо скоррек" тировать величину зоны нечувствительности ж„, так как двигатель будет работать не в оптимальном тепловом режиме, что приведет или к преждевре-30 менному износу двигателя (изоляции), или к недоиспользованию двигателя по моменту (мощности).

Цель изобретения — повышение точности тепловой защиты в процессе ра- 35 боты электродвигателч.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу тепловой защиты дополнительно в заданные интервалы времени измеряют величину средне- 40 квадратичного тока двигателя, сравнивают его с заданным номинальным значением тока и со среднеквадратичным значением тока двигателя, измеренным при начальной зоне нечувствительности регулятора, и при отклонении его от заданного,номинального значения изменяют зону нечувствительности регулятора на величину, определяемую по формуле до тех пор, пока разность между заданным номинальным током и измеренным в последнем интервале значением среднеквадратичного тока не уменьшится (по абсолютному значению) до заданного минимального значения, где ь ж„q = сп- x „< . х „ - эона нечувствительности регулятора в (n-1)-оМ интервале измерения;

Ю вЂ” первоначально установленная зона нечувствительности регулятора; значение среднеквадратичск„„ ного тока двигателя в (n-1)-ом интервале; начальньп1 ток двигателя;

3 — значение среднеквадратичСКо ного тока двигателя при начальной зоне нечувствительности регулятора.

На фиг. i и 2 приведены зависимости (проиэвольные), поясняющие предло гаемый способ (пунктиром — зависимость формализованная, сплошной линией - фактическая для. конкретного режима работы двигателя и фактического случайного воздействия).

Графики на фиг. 1 и 2 поясняют порядок определения уточненных значений эоны нечувствительности регуляторов. При начальной установленной зоне нечувствительности Хо за заданное время Тц определяется значение среднеквадратичиого тока 3 = 3

Ск и по зависимости (1) определяетсЯ значение Ж„, при котором величина среднеквадратичного тока изменяется в сторону приспособления к заданному значению (в частности, к 3„ ).

По формуле (1) величина среднеквадратичного тока должна равняться

НОМИНаЛЬНОМУ ПРИ X = М„,, т.Е.З „=3, На графике (фиг. 1) это соответстayez точке 1. Однако фактически это может соответствовать и точке 1 (фиг. 1) и тогда необходимо дальнейшее изменение зоны нечувствительности в с целью приближения к заданному значению.

Проведем секущую через точки О и 1 и иэ подобия треугольников определяем

Зн ск

1 ° (,) ео ®4 ®2

Откуда н ск„

М,= „-,, " (. ™о) ()

Ск сК о или

3 -Э

Н Ск1 о ) °

1 ск -3cк о

Измеряя среднеквадратичный ток двигателя при зоне нечувствительности регулятора а> (фиг. 2), определяем

970550 или

-О, 00164 (мм) .

Формула изобретения

Э„-Э (о

СК Ск„ о

Ps ЭСК, -=,, -----)=

Ск Ск о 2 пРичем Э Э (3 - 3H ск Н

На основании зависимостей (6) и (8) получаем общее выражение для корректировки эоны нечувствительности регулятора н ск„„

Хн жП4 Э Э (9) ск о н Эск

n-

Э -J

Ск ск

Сходимость итерационного процесса подтверждается теорией вычисли тельных методов.

Для проверки способа проведены экспериментальные исследования на электроприводе нажимных винтов ста1 на 1700 горячей прокатки Карагандинского металлургического комбината.

Двигатель нажимных винтов типа

ДП-72. Номинальный ток двигателя

Эн 440 А, начальная зона нечувствительности регулятора z.ð 0,01 мч.

При работе системы с начальной зоной нечувствительности измерена величина среднеквадратичного тока

Эско 500 А. .Изменив зону нечувствительности

Ф устанавливают ее равной g,„ 0,07 мм.

Среднеквадратичный ток йри этой зоне нечувствительности уменьшается и стает равным 3с„„ 200 A.

По зависимости (4) определяем величину коррекции зоны нечувствительности (0,01-0,07) — -0,048 (мм) Х2 = зс. + ак,. = 0,07-0,048 = 0,022 (мм)

Величина измеренного при зоне нечувствительности ж2 0,022 мм среднеквадратичного тока двигателя равна

3ск 400 A.

По з ависимости (4) опредедяем величину коррекции эоны нечувствительности на следующем шаге

70Ь вЂ” 47ГГ (1 0 022) — 0,0048 (мм)

440 - 400

Изменив зону нечувствительности .на а ж2 и установив ее равной

+ h R2= О, 022-0, 0215 (мм) замеряем величину среднеквадратичного тока двигателя при работе привода с этой зоной нечувствительности

3ск 430 A °

Ъо зависимости (4) определяем величину коррекции зоны нечувствительности (на третьем шаге коррекции) Эн- 3с, à -3 (о™3)=

Ъ ск Эск

Ъ

10 440 - 430 0 0 (О, 01 0,0215) Изменив зону нечувствительности регулятора и установив ее равной де4 = деь. + л зе = 0 t 0215 - 0 у 00164 =

0,01986 (мм) у замеряем среднеквадратичный ток двигателя. Величина его оказывается близка к номинальному значению, т.е.

Эск = 440 технико-экономическим преимущест25. вом предлагаемого способа является то, что он расширяет функции известного, позволяя добиваться оптималь: ного теплового режима двигателя пу тем адаптации защиты при изменении

30 режима работы двигателя, что увеличивает срок службы электродвигателя, его-загрузку и косвенно влияет на повышение производительности агрегата и качество выпускаемой продукции.

Способ тепловой защиты электро4О двигателя следящей системы по авт. св. Р 790064, о т л и ч а юшийся. тем, что, с целью повышения точности тепловой защиты в процессе работы электродвигателя, 4 дополнительно в заданные интервалы времени измеряют величину среднеквадратичного тока двигателя, сравнивают его с заданным номинальным значением тока и со среднеквадратичным значением тока двигателя, измеренным при .начальной зоне нечувствительности регулятора, и при отклонении его от заданного номинального значения изменяют зону нечувствительности регулятора на величину» определяемую по формуле

Э -3

CK„., а н 4= (со п-4 ) ско Ск „q до тех пор, пока разность между заданным номинальным током и измерен. ньм в последнем интервале значением

65 среднеквадратичного тока не умень970550 иится (по абсолютному значению) до заданного минимального значения, где б ь2С = ЗСН™ "4

n-

Х„ < — эона нечувствительности регулятора и (и-1)-ом интервале измерения (последнем интервале измерения); 10 з - первоначально установленная зона нечувствительности регулятора, 3« „- значение среднеквадратичного тока двигателя в (n-1)-ом интервале (последнем интервале измерения);

Э „ - значение среднеквадратич"о ного тока двигателя при начальной зоне нечувствительности регулятора; начальный ток двигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 790064, кл. Н 02 Н 7/08, 1979.

0 Zî У// Ур

4Ье 8

Составитель В. Орлов

Редактор tO. Ковач Техред С.МиГуцова Корректор >. Гриденко

Заказ 8413/69 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ 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