Устройство для моделирования тепловых процессов коллекторных электрических машин

 

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано для теплового контроля и защиты электрических машин. Цель изобретения - повьш ение точности контроля температуры. Устройство содержит якорь машины 1, датчик тока якоря 2, датчик частоты вращения 3, сумматор 4, тепловую модель 5, состоящую из проводника 6, намотанного на пластину 7, и термодатчика 8, соединенного с измерителем 9. Якорь обтекается током и вращается, на коллекторе вьвделяется тепловая энергия, пропорциональная току якоря и частоте вращения. На выходе сумматора вырабатывается ток, пропорциональный полной тепловой энергии, вьщеляющейся на коллекторе, которая и фиксируется измерителем 9.1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 К 11/On

g Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/ .

Н Д BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

9)"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ! (21) 3820015/24 — 07 (22) 07.12.84 (46) 30.08.86. Бюл. № 32 (71) Харьковский политехнический ин.ститут им. В.И. Ленина (72) В.Г. Любарцев, И.И. Гаевская, В.Д. Куценко, П.П. Ковалев и Ю.П.Сердюков (53) 621.313.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 312340, кл. Н 02 Н 7/08, 1971.

Авторское свидетельство СССР

¹ 379952, кл. Н 02 К 11/00, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ КОЛЛЕКТОРБЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН (57) Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть

„„SU„„1254572 А 1 использовано для теплового контроля и защиты электрических машин. Цель изобретения — повышение точности контроля температуры. Устройство содержит якорь машины 1, датчик тока якоря 2, датчик частоты вращения 3, сумматор 4, тепловую модель 5, состоящую из проводника 6, намотанного на пластину 7, и термодатчика 8, соединенного с измерителем 9. Якорь обтекается током и вращается, на коллекторе вьщеляется тепловая энергия, пропорциональная току якоря и частоте вращения. На выходе сумматора вырабатывается ток, пропорциональный полной тепловой энергии, выделяющей- 3 ся на коллекторе, которая и фиксируется измерителем 9.1 ил.

1254572

Тираж 631 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано но всех отраслях народного хозяйства для теплового контроля и защиты коллекторньгх электрических машин.

Цель изобретения — повышение точности контроля температуры.

На чертеже показана структурная схема для моделирования тепловых процессов коллекторной электрической машины.

Устройство содержит якорь 1 модели руемой машины, датчик 2 тока якоря, датчик 3 частоты вращения, сумматор

4, физическую тепловую модель 5, состоящую из проводника 6, намотанного на металлическую пластину 7, и термодатчика 8, а также измерительного устройства 9.

Вход датчика 2 тока включен в цепь питания якоря 1, а выход соединен с одним из входов сумматора 4.

Выход датчика 3 частоты вращения соединен с вторым входом сумматора 4.

К выходу сумматора 4 подключен нагре ваемый проводник 6 физической тепловой модели 5. Термодатчик 8 физической тепловой модели 5 соединен с измерительным устройством 9.

При работе электрической машины якорь 1 обтекается током и вращается. На коллекторе вьделяется тепловая энергия, величина которой определяется суммой пропорциональных току якоря электрических потерь и пропорциональных частоте вращения якоря механических потерь энергии. Температура коллектора зависит от вьделяющейся на нем тепловой энергии и тепловой постоянной времени коллектора, характеризующей его теплоемкость и теплоотдачу.

Одновременно датчик 2 тока якоря вырабатывает ток, пропорциональный току якоря 1, а датчик 3 частоты вращения вырабатывает ток, пропорциональный частоте вращения якоря 1.

Эти токи суммируются в сумматоре 4, на выходе которого вырабатывается ток, пропорциональный полной тепловой энергии, вьделяющейся на коллекторе. Этот ток обтекает проводник

6 тепловой модели 5 и нагревает ее.

Тепловая постоянная времени модели

ВНИИПИ Заказ 4728/57

5 равна тепловой постоянной времени коллектора за счет выбора размеров металлической пластины 7 и толщины слоя теплоизоляции. Поскольку тепловые постоянные времени модели 5 и коллектора моделируемой машины одинаковы, а количества тепловой энергии, выделяющейся на коллекторе и в модели, пропорциональны, температура тепловой модели будет пропорциональна температуре коллектора. Измерительное устройство 9 при помощи термодатчика 8 измерит температуру модели, пропорциональную температуре коллектора. Установив соотношение температур коллектора и тепловой модели, можно по данным измерения температуры неподвижной модели определить температуру вращающегося коллектора.

Предлагаемое устройство позволяет обеспечить эффективный тепловой контроль и защиту от перегрева закрытых коллекторных машин с естественным охлаждением, в частности тяговых электродвигателей рудничного злектровозного транспорта, у которых коллектор является наиболее теплонапряженным элементом. Устройством могут быть оборудованы как изготовляемые электрические машины, так и уже эксплуатируемые.

Экономический эффект может быть получен за счет снижения аварийности электрических машин, вызванной нагревом коллектора.

Формула изобретения

Устройство для моделирования тепловых процессов коллекторных электрических машин, содержащее расположенную внутри машины в непосредственной близости от якоря физическую тепло-вую модель, представляющую собой покрытые слоем теплоизоляции термодатчик и намотанный на металлическую пластину проводник, датчик тока якоря и измерительное устройство, соединенное с моделью, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля температуры, устройство дополнительно снабжено датчиком частоты вращения якоря и сумматором, вход которого соединен с датчиком тока и датчиком частоты вращения,а выход — с тепловоймоделью.