Устройство для тепловой защиты электродвигателя
Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение точности функционирования путем автоматической установки зоны нечувствительности регулятора положения исполнительного механизма. Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены измеритель 31 коэффициента эксцесса и четвертый элемент сравнения 39. Измеритель коэффициента эксцесса выполнен из последовательно соединенных измерителя 32 четвертого центрального момента, четвертого блока деления 33, пятого элемента сравнения 34 и пятого блока умножения 35, а также преобразователя четвертой степени 36, четвертого 37 и пятого 38 задатчиков постоянных коэффициентов. Выход преобразователя четвертой степени 36 соединен со вторым входом четвертого блока деления 33, а выходы четвертого 37 и пятого 38 задатчиков постоянных коэффициентов подключены соответственно ко вторым входам пятого блока сравнения 34 и пятого блока умножения 35. Выход пятого блока умножения 35 подключен к первому входу четвертого элемента сравнения 39, ко второму входу которого подключен выход третьего элемента сравнения 30, а выход элемента сравнения 39 соединен со вторым входом второго блока умножения 14. 9 ил.
СОЮЗ СОЕЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК ((9l 6» ((!(I! (Э (ЬО .II (51)4 Н 02 И 5/О- ., 7/08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4310770/24-07 (22) 29.09.87 (46) 30.11.89. Бюл. 11(44 (71) Коммунарский горно-металлургический институт (72) Н.Я.Портной и С.В.Громов (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1229882, кл. Н 02 Н 5/04, 1984.
Авторское свидетельство СССР
11 1372448, кл. Н 02 Н 5/04, 02.07.86. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ЗА01ИТЫ
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕПЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение точности функционирования путем автоматической установки эоны нечувствительности регулятора положения исполнительного механизма. Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены измеритель 31 коэффициента эксцесса и четвертый элемент сравнения 39. Из2 .-веритель коэффициент» ".ксL :--ñë «ыполцеп 1I 3 г(оследовательн(э (.. г((синен пых измерителя 32 четвертого центрального момента, четг(ер uã,- блока деления 33, пятого элемента сравнения 34 и пятого блока умножени» 35., а также преобразователя четвертой степени 36, четвертого 37 и пятого
38 задатчиков постоянных коэффициенгоя ° Выход преобразов.:. вЂ,сля четвертой степени 36 соединен с вторым входом четвертого блока д .пения 33, а выходы четвертого 37 н пятого 38 задатчнков постоянных коэф-(tè:(èåнтов подключены сост.,еTcтBåèно к вторым входам пятого блок.. сравнения 34 и пятого блока умножения 35, Выход пятого блока умножения 35 подключен к первому входу четвертого элемента сравнения 39, к второму входу которого подключен выход третьего элемента сравнения
30, а выход элемента сравнения 39 соединен с вторым входом второго блока умножения 14. 9 ил.
l 52580 I
35
Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано для защиты электрических двигателей, реагирующих на ток перегрузки, и в прокатном производстве, например в системе автоматического регулирования толщины полосы, прокатываемой в прокатном стане, для тепловой защиты нажимных винтов.
Цель изобретения — повышение точности функционирования путем автоматической установки эоны нечувствительности регулятора положения исполнительного механизма.
На фиг. 1 приведена функциональная схема предложенного устройства; на фиг. 2 — функциональная схема измерителя среднеквадратического отклонения управляющего воздействия; на фиг. 3 — функциональная схема измерителя третьего центрального момента; на фиг, 4 — функциональная схема четвертого центрального момента; на фиг. 5 — функциональные схемы преобразователей третьей и четвертой степени; на фиг. 6 — кривая процесса управляющего воздействия система автоматического регулирования электродвигателями нажимных винтов рабочей клети с нанесенной зоной нечув,ствительности регулятора положения ! на уровне +И„; на фиг. 7 — график плотности распределения управляющего воздействия с учетом коэффициента т, асимметрии f (--); на фиг. 8 — граа фик плотности распределения управляющего воздействия с учетом коэффициента эксцесса Гэ(V,/Ь ); нафиг. 9график функции распределения управляющего воздействия с учетом коэффициентов асимметрии и эксцессов
Г(!1,/6,).
Устройство для тепловой защиты электродвигателя (фиг. 1) содержит датчик 1 квадрата действующего значения тока якоря двигателя, выполненный из последовательно соединенных датчика 2 тока, первого квадратичного преобразователя 3, первого интегратора 4. Задатчик 5 максимально допустимого нагрева выполнен из последовательно соединенных задат.чика 6 квадрата номинального тока и второго интегратора 7, Выходы интегратора 4 и задатчика 5 подключены к входу первого блока 8 деления, выход которого соединен с первым входом первого элемента 9 сравнения, выход последнего подключен к первому входу второго блока 10 деления. Выход второго блока 10 деления подключен к входу первого блока 11 умножения. На второй вход второго блока 10 деления подключен выход второго элемента 12 сравнения. Выход задатчика 13 коэффициента перегрузоч-. ной способности подключен к первому входу второго блока 14 умножения, выход последнего подключен к вторым .входам первого и второго элементов
9 и 12 сравнения. Выход эадатчика 15 постоянного коэффициента подключен к первому входу второго элемента 12 сравнения. Выход задатчика 16 зоны нечувствительности регулятора положения соединен с вторым входо:-1 первого блока 11 умножения, выход последнего подключен к одному иэ входов регулятора 17 положения исполнительного механизма.
Выход датчика 18 управляющего воздействия подключен к входу измерителя 19 среднеквадратического от.— клонения, выход которого подключен к первому входу третьего блока 20 умножения, на второй вход которого подключен выход второго задатчика
21 постоянного коэффициента:
Л вЂ” 1
2К л2
Выход третьего блока умножения 20 через второй ключ 22 подключен к од-, ному из входов регулятора 17 положения, первый ключ 23 подключен параллельно входу регулятора 17 положения. Выход датчика 18 управляющего воздействия также подсоединен к входу измерителя 24 коэффициента асимметрии.
Измеритель 24 коэффициента асимметрии выполнен иэ последовательно соединенных измерителя 25 третьего центрального момента, третьего блока 26 деления и четвертого блока 27 умножения. Выход измерителя 19 среднеквадратического отклонения соединен с кубическим преобразователем
28, выход которого подключен к второму входу третьего блока 26 деления. Выход второго задатчика 29 коэффициента подключен к второму входу четвертого блока 27 умножения. Выход измерителя 24 подключен к первому входу третьего элемента
5 1
30 сравнения. Выход задатчика 15 подключен к второму входу третьего элемента 30 сравнения, Дополнительно введен измеритель
31 коэффициента эксцесса, выполненный из последовательно соединенных измерителя 32 четвертого центрального момента, четвертого олока 33 деления, пятого элемента 34 сравнения и пятого блока 35 умножения.
Выход измерителя 19 среднеквадратического отклонения подключен также к преобразователю 36 четвертой степени, выход которого подключен к второму входу четвертого блока 33 деления, Выходы четвертого и пятого задатчиков 37 и 38 козфеьициентов соединены соответственно с вторыми входами пятого элемента 34 сравнения и пятого блока 35 умножения. Выход третьего элемента 30 сравнения подключен к первому входу четвертого элемента 39 сравнения, второй вход которого соединен. с выходом блока 35. Выход элемента
39 сравнения подключен к второму входу второго блока 14 умножения.
Измеритель 19 среднеквадратичного отклонения (фиг. 2) содержит последовательно соединенные с датчиком 18 управляющего воздействия шестой элемент 40 сравнения, второй квадратический преобразователь 41, третий интегратор 42 и блок 43 извлечения квадратного корня. Вьг од датчика 18 управляющего воздействия через четвертый интегратор 44 соединен с вторым входом шестого элемента 40 сравнения, Измеритель третьего центрального момента (фиг. 3) состоит из последовательно соединенных и подключенных к датчику 18 управляющего воздействия седьмого элемента 45 сравнения, третьего квадратичного преобразователя 46, шестого блока 47 умножения и пятого интегратора 48; выход датчика 18 управляющего воздействия через шестой интегратор 49 подключен к второму входу седьмого элемента 45 сравнения, выход которого соединен с вторым входом шестого блока 47 умножения.
Измеритель четвертого центрального момента (фиг. 4) состоит из последовательно соединенных и подключенных к датчику 18 управляющего
525801 6 воздействия восьмого элемента 50 сравнения, четвертого квадратичного преобразователя 51, седьмого блока
35
welt = TI о где T — время интегрирования.
С выхода задатчика 5 максима.-и,но допустимого нагрева фо рмируе тс е- г H I(нал задатчиком 6 квадрата помин;:и— ного тока и вторым интеграторе 7, 5
l5
52 умножения, седьмого интегратора
53; выход датчика 18 управляющего воздействия через вое.ьмой интегратор 54 соединен с вторым входом восьмого элемента 50 сравнения, выход которого через пятый квадратичный преобразователь 55 соедин н с вторым входом седьмого блока 52 умножения.
Преобразователь третьей степени (фиг. 5a) состоит из последовательно соединенных и подключенных к последовательно соединенным датчику
18 управляющего воздействия и измерителю 19 среднеквадратичегкого отклонения шестого квадратичного преобразователя 56 и вос мого бле— ка 57 умножения, выход и мерителя
19 среднеквадратического отклонения соединен с вторым входом I-=ncl— мого блока 57 умножения.
Преобразователь четвертой степени (фиг. 5б) состоит из последовательно соединенных и подкл "ееннегх к последогательно соединегп ым датчику 18 управляющего воздействи>. и измерителю 19 среднеквадpа гие еского отклонения седьмого:- падратического преобразователя 58 и де. язе>— го блока 59 умножения, выхсд измерителя 19 среднеквадратич; cbl го отклонения 19 через восьмой квадра-тический преобразовате.ль 60 чен к второму входу девягогn бло— ка 59 умножения.
Устройство работает еле ующим (б— разом.
С выхода датчика 1 эффективногп значения тока якоря двигателя сигнал, пропорциональн,й квадрату фактического тока, формируется датчиком
2 тока, поступает на вход квадраlического преобразователя 3 и интегрирующего устройства 4, на выходе которого формируется cHII.ал, 1 ропорциональиый интегралу I;.валр, Të тока:
1525801
i0 (4) 30
*,= /o(s3;
К=1-К вЂ” К
55
К = Л (1 — К вЂ” К ) пропорциональный интегралу от квадрата номинального тока: т ()I„rit, = TI„, (3) 5 о
rye T — время интегрирования.
Сигнал с выхода эадатчика 5 поступает на второй вход первого блока 8 деления, с выхода датчика 1 эффективное значение тока поступает на первый вход первого блока 8 деления. С выхода первого блока 8 деления на первый вход первого элемента
9 сравнения поступает сиги л !5
Т
1"о 3 (3 )
ТТ1 I„„ н е 20
На первый вход второго блока 10 деления поступает сигнал с выхода первого элемента сравнения 9, равный
К = Л (l — К вЂ” К ) — (2) . (5) н
С выхода второго блока 10 деления формируется сигнал, пропорциональный делению двух величин:
Л (l — К вЂ” КФ)
Л (! — К,— К,) — (>- ) н который поступает на первый вход первого блока 11 умножения. На второй вход второго блока 10 деления поступает сигнал с выхода второго элемента 12 сравнения, равный:
К = Л (1 — Кз К4) (7) 40
С выхода задатчика 13 коэффициента перегрузочной способности дви1 гателя К = Л поступает на первый вход нторого элемента 14 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал с выхода четвертого элемента сравнения, равный:
Во втором блоке 14 умножения величины Л1 и (l — К, — К ) перемножаются и формируется сигнал который поступает на второй вход первого элемента 9 сравнения и первый нход в то рого элеме нта l 2 с равнения, Сигнал, про по рцио нальный единичной функции с выхода первого задатчика 15, поступает на второй вход второго элемента сравнения.
В системах автоматического управления блоки сравнения представляют собой, как правило (в большинстве случаев), алгебраические сумма-, торы нескольких входных величин.
На второй вход блока ll умножения поступает сигнал с выхода задатчика 16 зоны нечувствительности, пропорциональный заданной зоне нечувствительности ).)2 Указанные величины перемножаются в блоке 1) умножения, и с выхода последнего на вход коррекции регулятора 17 положения поступает сигнал, пропорциоь льный величине скорректированной зоны нечувствительности И2:
Л (! — Кз- К+) — i
Т вЂ” è
В регуляторе 17 положения устанавливается новая зона нечувствительности U при которой экниналентный ток двигателя не превышает номинального, что удовлетворяет условию допустимого нагрева.
Начальная зона нечувствительности позиционного регулятора V характеризуется зависимостью (1).
Л2
1 где Л вЂ” перегрузочная способность двигателя по току;
К 2 — постоянный коэффициент, К = 0,З5;
D(E) — дисперсия случайного процесса управляющего воздействия.
С датчика 18 упранляющего воздействия сигнал, соответствующий управляющему воздействию S(t), поступает в измеритель !9 среднеквадратического отклонения. Сигнал, пропорциональный среднеквадратическому отклонению управляющего воздействия, формируется согласно выражениям (5), (6).
- $ (к(с) — я(с)) nt, ()О) о
1525801
1О где S(t) — случайное управляющее воздействие;
S(t) — среднее значение случайного управляющего воздействия °
Сигнал S(t) формируется согласно выражениям (5), (6) путем интегрирования сигнала Б(С) и формируется на стандартных блоках (фиг. 2).
С выхода измерителя 19 среднеквадратического отклонения сигнал пропорциональный 55, поступает на первый вход третьего блока 20 умножения, на второй вход которого посту15 пает сигнал с выхода задатчика 21 коэффициента, величина которого определяется следующим образом:
К
2К,Л
В третьем блоке 20 умножения величины К и 6 э перемножаются.
С выхода блока 20 через ключ
22 на вход регулятора 17 поло- 25 жения поступает сигнал U = Кб
1 5> пропорциональный такой зоне нечувствительности, при установке которой в результате положения позиционной системы электродвигателя нажим30 ныл винтов рабочей клети будут работать в режиме, обеспечивающем равенство эквивалентного и номинального токов двигателя. После установки П, ключ 22 отключает цепь расчета начальной эоны нечувствительности, а ключ 23 подключается на вход регулятора цепи управления.
Так как управляющее воздействие
S(t) на входе регулятора 17 положения является стационарным случайным процессом, близким к номинальному, то при формировании зоны нечувствительности регулятора 17 положения в зависимости от коэффициентов асимметрии и эксцесса можно оценивать
45 степень приближения действительного закона распределения случайного управляющего воздействия к нормальному.
Сигнал с выхода датчика 18 управляющего воздействия Б(с.) поступает на вход измерителя 24 коэффициента асимметрии. С выхода измерителя 25 третьего центрального момента формируется сигнал, пропорциональный тре- 55 тьему центральному моменту случайного управляющего воздействия (S), (8), согласно выражению
Т
Н,= у ) (е(а) - ()1 а, (1s) где Б(С) - случайное значение управляющего воздействия;
T — время интегрирования °
Сигнал с выхода измерителя 24 коэффициента асимметрии формируется на стандартных блоках. С выхода измерителя 25 третьего центрального момента на первый вход третьего блока 26 деления поступает сигнал, пропорциональный:
Т
К = и, =,- (Б(С) — S(t)) dt, (14)
На его второй вход поступает сигнал с выхода кубического преобразователя 28, на выходе которого формируется сигнал (l4)
С выхода третьего блока 26 делеР) ния сигнал К = --- поступает иа вход оз четвертого блока 27 умножсния. На второй вход последнего поступает также выход третьего задатчика коэффициента К = 1/б ?9. На выходе измерителя 24 коэффи((иента асимметрии формируется сигнал
1 Нз
К
3 6 з>
S который поступает на вход третьего элемента 30 сравнения, на второй вход которого поступает выходной сигнал с первого задатчика 15 коэффициента.
На выходе третьего элемента 30 сравнения величины Кз и 1 сравниваются: (16)
Сигнал с выхода элемента 30 сравнения поступает на первый вход четвертого элемента 39 сравнения, с выхода которого сигнал, пропорциональный
К = 1 — К вЂ” К
3 (i7) поступает на второй вход второго блока 14 умножения, С датчика 18 управляющего воздействия поступает сигнал, близкий к нормальному. При установке зоим и(1525801
l2 чувствительности регулятора 17 поло-, жения в зависимости от коэффициентов асимметрии и эксцесса можно оценивать степень приближения действительного закона случайного управляющего воздействия к нормальному. Нагрузочная диаграмма электродвигателей нажимных винтов, рабочей клети, показанная на фиг. 6, формируется в со10 ответствии с управляющим воздействием S(t), Зона нечувствительности регулятора 17 положения обозначена U,. В действительности закон распределения случайного управляющего
15 воздействия S(t) имеет различные коэффициенты асимметрии и эксцесса.
Поэтому для достижения условий, при которых номинальный так двигателя
I< равен эквивалентному Iq необходимо выполнить следующее неравен20 ство:
Л (1 Кз — K<) E
О
Л(1 — К К) (;ý)
25 (18) где I — номинальный так двигателя;
Is — эквивалентный ток двигателя; перегрузочная способность двигателя по току;
П вЂ” установленная (начальпая) зона нечувствительности регулятора положения; скорректированная зона нечувствительности регулятора положения;
К вЂ” коэффициент асимметрии, К = 1/6
Рэ
У т S
40 р,= g 1s() — s(I3 ас; о
К вЂ” коэффициент эксцесса;
1/24(--- — 3); з
Is(t) — s(t)) nt;
45 третий и четвертый центральные моменты случайного уп-. равляющего воздействия; 50 среднеквадратическое отклонение случайного управляющего воздействия.
Сигнал с выхода измерителя 32 четвертого центрального момента формируется с помощью стандартных блоков (фиг. 3,4), Задатчики коэффициентов блоков
13,15, 21, 29, 37, 38 выполняются на стандартных операционных усилителях. 8ых SK 9 где К вЂ” коэффициент усиления.
Зависимость (18) получена следующим образом.
Зависимость количества пусковых циклов и величины эквивалентного тока двигателей нажимных винтов рабочей клети от величины зоны нечувствительности позиционного регулятора соответствует среднему числу пересечений стационарного нормального случайного процесса с нулевым средним на единицу времени на уровне с заданным знаком производной.
U> (ц ) = Р (19) где Л, — среднее число пересечений стационарного нормального случайного процесса с нулевым средним в единицу времени на уровне Б„ с заданным знакам производной, Ь вЂ” среднеквадратическое отклонение случайного управляющего воздействия;
6, — среднекиадратическое отклонение производной случайного управляющего воздействия, Среднее число пересечений стационарнага нормального случайного процесса с нулевым средним под уровнем tU за время Т равно;
U„
"в д р(Tg(DCs7) т о 2Р1 3 где D(S) — дисперсия случайного управляющего воздействия;
D(4)) — дисперсия производной случайного управляющего воздействия.
Средние длительности выбросов стационарного нормального случайного процесса равны (6):
2Т 11 — Г(-- )
3t (21) ь
П8 где n — среднее числа выбросов ста8 цианарного нармальнага слу-, 13
14
1525801 чайного процесса с нулевым средним под уровнем +U, за время Тц, I
)(F(x) = ---- ) Р
1 ф
F(x) — интеграл Лапласа;
-о,(г, U
U, 1 Г 245 Н(- ) = - — . аСь
F (-- ) - функция распределения н стационарного нормального случайного процесса.
Средняя продолжительнос"ь пребывания процесса под уровнем zU равна:
15
Т 2 Тц 1 — F()
5 (22) Как показывают известные иссле25 (э
$ (23) 50 где S — асимметрия плотности распределения управляющего воздействия;
Ьэ — среднеквадратическое отклонение управляющего воздействия; р — третий центральный момент случайного управляющего воздействия;
/ дования, закон распределения разно-. толшинности прокатываемой полосы близок к нормальному закону распределения. Геометрические параметры, определяющие точность тонколистового проката, изменяются. от полосы к полосе, от листа к листу в связи с непостоянством условий прокатки и неритмичностью работы прокатываемого стана. Эти изменения носят случайный характер, тогда качество про- 35 ката можно характеризовать математическим ожиданием, среднеквадратическим отклонением (дисперсией), асимметрией (скошенностью) и эксцессом (крутостью или островершинностью) 40 распределения толщины прокатываемого металла.
Асимметрия и эксцесс плотности распределения случайного управляющего воздействия характеризуются коэф- 45 фициентами асимметрии и эксцесса: т
11 3
pi- - ) (д() - В(С)) д, о
$(С) — случайное управляющее воздействие;
S(t) — среднее значение случайного управляющего воздействия; т
S(t) = - S(t) дТ, 1 о
Т вЂ” время интегрирования;
Е= — --3, "c (24) з где Š— коэффициент эксцесса случайного управляющего воздействия; — среднеквадратическое отклонение управляющего воздействия; р — четвертый центральный момент случайного управляющего воздействия: т ((s(t) — S(t)) дС.
Процесс нагружения электродвигателей нажимных винтов рабочей клети близок к нормальному стационарному случайному процессу, его плотность распределения в большинстве случаев является унимодальной и ветви по обе стороны от вершины достаточно быстро приближаются к нулю при возрастании абсолютного значения аргумента. Такие плотности вероятности удобно аппроксимировать с помощью полиномов
Эрмита. Плотность распределения случайного управляющего воздействия можно представить в виде ряда Эджворта, который состоит из полиномов
Эрмита. С достаточной для практики точностью в ряде Эджворта можно учитывать только три первых слагаемых: (- ) = f.(-- ) з з
1+ — Н (— + Н (— ), (25)
S U F U, 1
ljÒ 4, ) () где f (†) — нормальная плотность н
s распределения случайного управляющего воздействия; z
1 26s (— )= — — — — /2 )) 15
1 525801
1 6
15
25
2 (33)
Т, S - коэффициент асимметрии распределеныя управляющего воздействия;
Š— коэффициент эксцесса распределения управлюпащего воздействия
Н (->), Н (†) — полиномы Эрмита, U U1 S
i
Н (— ) = (s-) - 6(— ) + 3 ° 5 +5 S
Функция распределения случайного управляющего воздействия определяется по формуле
О1 /65
F(U ) = $ r(U- ) av, (и)
>s >s где f(†) — плотность распределения
U1 случайного управляющего воздействия
Подставим выражение (25) в (26), получим
О, /65
У(— ) — ) н (- -) 1 + Н (— )
+ я,(- ))аи, (а))
5 илн, проинтегрировав, получим
F(— ) = FÄ(— ) (1 + -Б + — E) (28)
U1 U 1 1
6 24 ц, при условии, что †< 1 что практи1 чески выполняется всегда для систем ,автоматического регулирования, U
40 где F (— ) — функция распределения нормального стационарного случайного процесса;
S — коэффициент асимметрии; 45
Š— коэффициент эксцесса. (4
Е= — -- 3;
Б
От/65
F (-2.) = f (— )dt;
fÄ(-- ) — нормальная плотность распределения случайного управляющего воздействия. 55
Аппроксимируем функцию распредеU1,Ц2 ления F„(--) зависимостью Fð(--) 5 Д
U ° К, + К вЂ”, где К, н К2 — постоянные
S коэффициенты, К, = 0,5; К2 = 0,35.
Преобразуем выражение (28) в виде н( 5
+ - — + --(- — — 3). (30) и5 1 Р, 6 24
Для подтверждения выра)кения (28) были построены графики функций плот. ностей (фиг. 7,8) при различных коэффициентах асимметрии и эксцесса и функции распределения (фиг. 9) с помощью выражений (25) и (28). Из фиг, 8 видно, что при различных
U1 значениях - с 1 и различных коэф 5 фициентах S и Е функция распределения F(-) сохраняет линейный харакU, 65 \ тер. В связи с этим функцию распределения можно аппроксимировать зависимостью (28).
Подставляя выра)кения (30) в (22), получим
T = 2T (1 - (К+ К -- )(1 + — — — +
U, 1 И» е ч 1 2 д 65 (31)
5 где — среднеквадратическое
5 отклонение управляющего воздействия;
1(, р — третий и четвертый центральные моменты случайного управляющего воздействия;
К „ К2 — постоянные коэффициента, К, = 0 5; К2 = 0 35. учитывая коэффициенты Ка и К, получим
Т = Т 12-(1+2К2 — ) "
Ь 4L. 5
"(1+ + (- — — 3)J ° (32)
1 Р5 1
6 24
Эквивалентый ток двигателя нажимного винта рабочей клети определяется согласно выражении (11): где I — пусковой ток двигателяа
T< — время цикла;
Т вЂ” время включения двигателя, Ь
) 525801
T6 = ппДС
z =- 3
10 l5
20 (3S) Т, = Т (- -э-)й.
RIM
30
35 ;= 1 + К, + К, =
2К-.
40
1 — к — к - (:---)
Тэ, т
ЛТ„
U (36) 45
50 где I э
5 з 5
I н
ne - число включений эа время Т,;
gt < - средняя продолжительность включения двигателя;
Я - перегрузочная способность двигателя по току;
I „ — номинальный ток двигателя.
Тогда выражение (33) запишем в следующем ниде:
= Л I п. (34) Преобразуем выражение (34) получим:
В тех случаях, когда эквивалентный ток двигателя превьппает номинальный, что может привести к недопустимому нагреву электродвигателя, необходимо воздействовать на настроечные параметры системы автоматического регулирования толщины полосы так, чтобы выполнялось условие
Тэ д.Н °
Допустим I э, I„, тогда Т (т, = Д I„ -- и необходимо уменьшить
Н Тц продолжительность включения двигателя.
Приравнивая выражения (35) и (31), получим:
Из полученных соотношений после несложных преобразований получим, что для выполнения неравенства I < ). при I, I „ необходимо выполнять неравенство
Л (1 — К,- К,) — 1
z,, ") (т„) (37) эквивалентный ток двигателя; номинальный ток двигателя; перегрузочная способность двигателя по току;
И, — установленная зона нечувствительности регулятора положения;
U> - скорректированная зона нечувствительности регулятора положения, при Которой эквивалентный ток двигателя не превышает номинального;
К вЂ” коэффициент асимметрии, Кз = (1Й) - ;, 9
- третий центральный момент случайного управляюше о ноздействия; среднеквадратическое отклонение управляющего воздействия;
Кэ — коэффициент эксцесса, К = «24(-,- - — 3) з р — четвертый центральный момент случайного управляющего воздействия.
С датчика 18 сигнал, соответствующий управляющему воздействию S(t), поступает на вход измерителя 31 коэффициента эксцесса, С выхода измерителя 32 четвертого центрального момента формируется сигнал (фиг. 8) $ ((s(t.) - Б(с)J дс, о (38) где S(t) — случайное управляющее воздействие;
Б(С) — среднее значение случайного управляющего воздействия, r в(с) = -1я(с).m; о
T — - время интегрирования, поступает на первый вход третьего блока 33 деления, на второй вход которого поступает сигнал с выхода преобразователя 36 к =,.
Сигнал с Bblxopa преобразователя
36 четвертой степени формируется путем возведеиия С, в четвертую степень. Преобразователь 36 формируется на стандартных блоках
Среднее значение случайного управляпипего воздействия формируется
1525801
19 путем интегрирования управляющего воздействия, выполненного на интеграторе (фиг. 5).
На выходе четвертого блока 33 деления формируется сигнал, пропорци5 ональный f
Р— 3 4
10 который поступает на первый вход пятого элемента 34 сравнения, на второй вход последнего поступает сигнал с выхода четвертогО задатчика 37. На выходе элемента сравнения образуется сигнал
К = --(— - - 3), 1
24
1 который поступает на первый вход 20 пятого блока 35 умножения. На второй вход пятого блока 35 умножения поступает сигнал с выхода пятого задатчика 38. В пятом блоке 35 умножения величины перемножаются, на выходе образуется сигнал к= — (— --3), 1 (4
24
3 который поступает на первый вход четвертого элемента 39 сравнения.
Техническим преимуществом предложенного устройства является то, что оно расширяет функциональные возможности основного устройства, позволяет добиться оптимального режима работы электродвигателя, что повьппает точность изготовления иэделия за счет учета непостоянства условий прокатки и неритмичности работы прокатного стана.
35
Формула изобретения
Устройство для тепловой зашиты 45 электродвигателя, содержащее датчик квадрата действующего значения тока якоря, состоящий из последовательно соединенных датчика тока якоря двигателя первого квадратичного преобра1
50 эователя и первого интегратора, задатчик максимально допустимого нагрева, выполненный на последовательно соединенных задатчике квадрата номи. нального тока и втором интеграторе, < 55 вьмоды первого и второго интеграторов соединены с входами первого блока деления, выход которого .соединен с первым входом первого элемента сравнения, выход которого подключен к первому входу второго блока деления, второй вход блока деления соединен с выходом второго элемента сравнения, а выход — с первым входом первого блока умножения, второй вход которого соединен с задатчиком зоны нечувствительности, выход первого блока умножения соединен с входом первого ключа и с первым входои регулятора положения исполнительного механизма, а также задатчик коэффициента перегрузочной способности, второй блок умножения и датчик управляющего воздействия, .вьжод которого подключен к входу измерителя среднеквадратического отклонения, выход которого, как и выход первого задатчика постоянного коэффициента, подключен к входам третьего блока умножения, который через второй ключ соединен с вторым входом регулятора,положения исполнительного механизма, а также измеритель коэффициента асимметрии, состоящий из последовательно соединенных измерителя третьего центрального момента, третьего блока деления и четвертого блока умножения, а также второго задатчика коэффициента, выход которого соединен с вторым входом четвертого блока умножения, и кубического преобразователя, выход которого подключен к второму входу третьего блока деления, а вход кубического прообразователя соединен с вьжодом измерителя среднеквадратического отклонения, вход измерителя третьего центрального момента соедийен с выходом датчика управляющего воздействия, а также третий элемент сравнения и третий задатчик постоянного коэффициента, о т л и ч а ю rt e е с я тем, что, с целью повышения точности функционирования путем автоматической установки зоны нечувствительности регулятора положения исполнительного механизма, в устройство дополнительно введены измеритель коэффициента эксцесса и четвертый элемент сравнения, при этом измеритель коэффициента эксцесса выполнен из последовательно соединенных измерител 1 четвертого центрального момента, четвертого блока деления, пятого элемента сравнения и пятого блока умножения, преобразователя четвертой степени, четвертого и пятого задатчиков постоянных коэффициентов, 22
l52580I
Фиг. Ч выход преобразователя четвертой степени соединен с вторым входом четвертого блока деления, а выходы четвертого и пятого эадатчиков постоянных коэффициентов соединены соответственно с вторым входом пятого блока сравнения и пятого блока умножения, вход измерителя четвертого центрального момента, являющийся входом измерителя коэффициента эксцесса, соединен с выходом датчика управляющего воздействия, вход преобразователя четвертой степени соединен с выходом измерителя среднеквадратического отклонения, а выход пятого блока умножения, являющийся выходом измерителя коэффициента эксцесса, соединен с первым входом четвертого элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента сравнения, первый вход которого подключен к выходу четвертого блока
5 умножения, а второй вход — к выходу третьего задатчика постоянного коэффициента, второй выход третьего задатчика коэффициента соединен с вторым входом второго элемента сравнения, задатчик коэффициента перегрузочной способности соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход второго блока умножения соединен с выходом четвертого элемента сравнения, а выход его — с вторыми входами первого и второго элементов сравнения.
1525801! д
1б!
525803 ь Ям ъ
Мъ "
1525801
Редактор И. Циткииа
Заказ 7236/50 Тирам 608 Подписное
ВНИКПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
Л
Ку
Составитель P. Апокина
Техред Л.Олийнык Корректор М. Самборская
