Устройство для тепловой защиты электродвигателя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее датчик тока, датчик частоты вращения , тепловой аналог электродвигателя в виде активно-емкостного контура и исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него дополнительно введены квадратор и функциональный элемент, причем вход квадратора подключен к датчику тока, а выход - к входу теплового аналога электродвигателя , функциональный элемент выполнен в виде резисторного оптрона, вход которого (светодиод) подключен к датчику частоты вращеиия, а выход (фоторезнстор) последовательно включен в зарядную цепь теплового аналога электродвигателя. (Л 00 со ю 00 ю

„„SU„„1083282

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

С00ИАлистических

РЕСПУБЛИК з(д) Н 02 Н 5//04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (22) 13.10.81 (21) 3346942/24-07 (22) 13.10.81 (46) 30.03.84. Бюл. № 12 (72) П. П. Кузьмин, П. И. Новиков и В. А. Шошмин (71) Ленинградский институт водного транспорта (53) 621.316.925 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 197734, кл. Н 02 Н 5/04.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2878395/24-07, 29.01.80. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ

ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее датчик тока, датчик частоты вращения, тепловой аналог электродвигателя в виде активно-емкостного контура и исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него дополнительно введены квадратор и функциональный элемент, причем вход квадратора подключен к датчику тока, а выход— к входу теплового аналога электродвигателя, функциональный элемент выполнен в виде резисторного оптрона, вход которого (светодиод) подключен к датчику частоты вращения, а выход(роторезистор) последовательно включен в зарядную цепь теплового аналога электродвигателя.

1083282

35

Изобретение относится к электротехнике, а именно к схемам защиты электрических линий, машин и приборов, в частности к устройствам, реагирующим на отклонения от нормальной температуры.

Известно устройство для тепловой защиты электродвигателя, тепловой аналог которого состоит из конденсатора и резисторов, причем один из них, нелинейный с коэффициентом нелинейности, изменяющимся пропорционально току нагрузки, моделирует величину постоянной времени нагревания, а другой, линейный — постоянную времени охлаждения электродвигателя (1) .

При работе электродвигателя в системах электропривода с глубоким изменением (ре- 15 гулированием) частоты вращения имеют место изменения теплоотдачи электродвигателя в широких пределах. При этом постоянная времени нагревания, величина которой обратно пропорциональна теплоотдаче, также значительно изменяется. Этот за- 20 кон изменения постоянной времени в зависимости от частоты вращения в устройстве не учитывается, что является существенным его недостатком.

Известно также устройство для тепловой защиты электродвигателя, содержащее датчик тока, датчик частоты, тепловую модель электродвигателя и исполнительный орган.

В качестве датчика тока в устройстве используют трансформатор тока.

Датчиком частоты вращения служит тахогенератор постоянного тока с модулятором.

Исполнительный элемент состоит из выпрямителя, стабилитрона, нагрузочных резисторов, промежуточного усилителя, сумматора, и блока управления.

При работе устройства выходной сигнал промежуточного усилителя суммируется с управляющим сигналом блока управления и затем подается на цепи системы импульс40 но-фазового управления электродвигателем.

Тепловая модель электродвигателя выполнена в виде магнитной системы с двумя парами обмоток, одна из которых включена на выход датчика тока, другая — на выход датчика частоты вращения. Данная связь позволяед моделировать тепловые потери электродвигателя путем суммирования сигналов, прямо пропорциональных току нагрузки и частоте вращения электродвигателя. Выходной сигнал тепловой модели задает уровень токоограничения в обратной связи по току системы управления приводом, тем самым достигается задача формирования сигнала, прямо пропорционального току и скорости двигателя.

Однако в известном устройстве изменения условий охлаждения двигателя (теплоотдачи) при работе на пониженных час2 тотах вращения не учитываются, тем самым снижается точность работы устройства, Цель изобретения — повышение чувствительности устройства для тепловой защиты электродвигателя.

Поставленнан цель достигается тем, что .в устройство для тепловой защиты электродвигателя, содержащее датчик тока, датчик частоты вращения, тепловой аналог электродвигателя в виде активно-емкостного контура и исполнительный элемент, дополнительно введены квадратор и функциональный элемент, причем вход квадратора подключен к датчику тока, а: выход — к входу теплового аналога электродвигателя, функциональный элемент выполнен в виде резисторного оптрона, вход которого (светодиод) подключен к датчику частоты вращения, а .выход (фоторезистор) последовательно включен в зарядную цепь теплового аналога электродвигателя.

На чертеже дана электрическая схема устройства для тепловой защиты электродвигателя.

Устройство содержит соединенные последовательно датчик 1 тока, квадратор 2; тепловой аналог 3 электродвигателя и исполнительный элемент 4, а также датчик 5 частоты вращения и резисторный оптрон 6.

Вход датчика тока включен в статорную цепь электродвигателя 7. Датчик частоты вращения кинематически связан с электродвигателем 7 и выходом подключен к светодиоду оптрона 6. Фоторезистор оптрона

6 включен последовательно с зарядным резистором теплового аналога.

Выходной сигнал датчика 1 тока подается на вход квадратора 2, который формирует сигнал, пропорциональный тепловым потерям электродвигателя. С выхода квадратора этот сигнал поступает на вход теплового аналога 3 электродвигателя. Выходное напряжение теплового аналога, пропорциональное превышению температуры электродвигателя, подается на исполнительный орган 4, дающий команду на отключение электродвигателя при достижении этим сигналом величины, определяемой задатчиком напряжения (не показан), входящим в состав исполнительного органа. При вращении электродвигателя выходное напряжение датчика

5 частоты вращения подается на светодиод

8 оптрона 6, изменяя в зависимости от значения частоты вращения величину его светового потока. При этом соответствующим образом изменяется сопротивление фоторезистора, включенного в зарядную цепь теплового аналога 3. При снижении частоты вращения электродвигателя величина сопротивления фоторезистора, а следовательно и всей зарядной цепи теплового аналога возрастает. Вследствие этого увеличиваются напряжение на выходе теплового аналога и постоянная времени заряда конденса3 тора 9. повышение частоты вращения электродвигателя вызывает снижение сопротивления зарядной цепи теплового аналога и соответственно уменьшение напряжения на выходе теплового аналога и постоянной времени заряда..При отсутствии сигнала датчика частоты вращения сопротивление фоторезистора постоянно. В этом случае разряд конденсатора происходит с постоянной времени Тр, равной постоянной времени охлаждения электродвигателя 7. Таким образом, изменение частоты вращения влияет на параметры тепловой модели, повышая тем самым точность устройства.

Пример. Датчиком 1 тока в предлагаемом устройстве может служить трансформатор тока. Квадратор 2, выполненный на базе нелинейного резистора 10, с квадратич1083282 ной характеристикой содержит кроме этого резистор 11 и выпрямительный диод 12.

Тепловой аналог 3 электродвигателя представляет собой активно-емкостный контур, состоящий из конденсатора 9 и резисторов

13 — 15. При этом зарядную цепь составляют резисторы 14 и 15, разрядную — 13 — 15.

В качестве датчика 5 частоты вращения использован тахогенератор 16 постоянного тока с делителем 17 напряжения (делитель

10 напряжения может отсутствовать). Резисторный оптрон 6, имеющий характеристику, соответствующую зависимости теплоотдачи двигателя от частоты вращения, состоит из светодиода 8 и фоторезистора 15.

Применение изобретения позволяет повысить точность устройства для тепловой защиты электродвигателя.

Составитель Л. Корнеева

Редактор А. Лежнина Техред И. Верес Корректор А. Лежннна

Заказ 1766/47 Тираж 614 Г1одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4