Тепловой аналог электродвигателя Советский патент 1983 года по МПК H02H7/85 

(54) ТЕППавОЙ АНАЛОГ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

, I .

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для получения теплового аналога электродвигателя, который может быть использован в устройствах косвенного контроля температу1%1 и защиты от перегрева.

По основному авт. св. 936187 известен тепловой аналог электродвигателя, который содержит резистивноемкостный контур, соединенный последовательно с цепочкой из параллельно соединенных двух сопротивлений и конденсатора, причем в ветвь одного из сопротивлений включен ключ или вентиль.

Основным недостатком этого .теплоп вого аналога является то, что устройство не учитывает изменение характера и длительности теплового пе- реходного процесса в зависимости от величины тока нагрузки, что имеет место в реальной электрической машине.

Это приводит к тому, что при раз- . личных величинах тока нагрузки кривая нагрева теплового аналогоа претерпевает лишь пропорциональное изменение, а реальная кривая нагрева двигателя при 9том меняет и сам характер нарастания температуры.

Цель изобретения - повышение точ-: ности моделирования теплового состояния электродвигателя при переменной нагрузке.

Указанная цель достигается тем, что тепловой аналог электродвигателя дополнительно снабжен BTOI%IM.источником напряжения, который последовательно включен в ветвь с сопро10тивлениями.

На фиг. 1 приведена схема теплового аналога; на фиг. 2 - схема его включения в устройство тепловой защиты; на фиг. 3 - модулируемые,

15 крив.ые нагрева.

Тепловой аналог представляет coi .бой сложную активно-емкостную цепь с двумя источниками питания, в которой к известной ветви с последо20вательно соединенными источником 1 напряжения, сопротивлением 2 и емкостью 3, включены с емкостью 4, и сложная ветвь с источником 5 напряжения и параллельно соединенны ми сопротивлениями 6 и 7, причем в ветви активного сопротивления 7 имеется ключ 8.

Устройство защиты двигателя от перегрева, выполненного на основе

30 предлагаемого теплового аналога.

состоит из трансформатора 9 тока, квадратора 10, теплового аналога 11 и исполнительного органа 12. Трансформатор тока включен в силовую цепь электрической машины. Напряжение его вторичной обмотки подается на вход квадратора, в котором формируется сигнал, прямо пропорциональный переменным потерям электрической машины. Этот же сигнал в виде напряжения и , подается на первый вход терлового аналога. На второй вход теплового аналога подается сигнал от дополнительного источника питания напряжением 1)2. величина которого прямо пропрциональна постоянным потерям электрической машины. Такой подход к созданию тепловой модели электрической машины аналогичен представлению ее в виде двух тел с учетом раздельного влияния постоянных и переменных потерь.

Кривые нагрева и охлаждения представляют собой в этом случае сумму двух экспонент с малой и большой постоянной времени, условно называемым постоянными времени меди и стали. При различных нагрузках соотнсяпение постоянных времени (малой и большой) остается неизменным, а изменяется удельный вес экспонент с малой и большой постоянной времени, который зависц;г от соотношения постоянных и переменных потерь. На фиг. 3 показаны кривые нагрева теплового переходного процесса, построенные в относительных единицах при различных величинах тока нагрузки, свидетельствующие о том что при увеличении тока

нагрузки характер теплового переходного процесса претерпевает существенное изменение.

Предлагаемая тепловая модель позволяет учесть этот факт, благодаря введению двух источников, один из коТ01Ж1Х моделирует переменные потери, другой - постоянные.

Кривая напряжения на емкости 3 в схеме теплового аналога будет состоять из двух экспонент, постоянные времени которых остаются неизменными при различных по величине значениях Ц, , а в зависимости от соотношения и и Uj меняется удельный вес этих экспонент в общей кривой напряжения на емокости, что соответствует аналогичному изменению характера кривой нагрева машины.

Предлагаемая тепловая модель позволяет с наибольшей точностью моделировать кривые нагрева и охлаждения электрических машин при любой величине тока нагрузки, что значительно снижает накопление ошибки в любом режиме работы машины.

Формула изобретения

Тепловой аналог электродвигателя по авт. св. №936187, отличающийся тем, что, с целью повышения точности моделирования теплового состояния электродвигателя при переменной нагрузке, он дополнительно снабжен вторым источником напряжения который последовательно включен в ветвь с сопротивлениями.

Фиг.1