Тепловая модель электродвигателя Советский патент 1983 года по МПК H02H7/85 

Изобретение относится к электромеханике, а точнее к дистемам элект ропривода, использующим термокомпен сированные тахомосты, тепловое токо ограничение или иную термокомпенсацию. К. таким приводам относятся электромеханическке системы промышленных роботов-манипуляторов, экструзионных м&шин, экскаваторов, элек ротрансмиссии подвижных объектов, кузнечно-прессовых машин. По основному ав.т.св. № 955332 известна тепловая модель электродви гателя, содержащая датчик температу ры и намотанную на каркас обмотку, введенную в .качество добавочного сопротивления в цепь нагрузки элект родвигателя, упомянутая обмотка выполнена в виде двух цилиндрических секций, размещенных на каркасах с общим осевым каналом, внутри одного из каркасов размещена ферромагнитна втулка, а датчик температуры помеще в общий осевой канал каркасов с воз можностью фиксированного перемещения 13.. Данная модель позволяет производить настройку постоянных времени нагрева меди и стали. Однако точность модели остается невысокой, поскольку выходной сигнал не несет информации о температурном дрейфе напряжения задания. Это ограничива.е область использования модели. Между .тем в комплектных электроприйодах температурный дрейф скорости имеет составляющую, пропорциональную температурному дрейфу напряжения задания, обусловленному, в свою очередь температурным коэффициентом напряже ния стабилитронов. Целью изобретений является повышение точности модели. Поставленная цель достигается те что тепловая модель электродвигателр содержит датчик температуры, и намотанную на каркас обмотку,. введенную в цепь нагрузки электродвига теля. Эта обмотка выполнена в виде дву цилиндрич.еских секций, размещенных на каркасах с общим осевым каналом. Внутри одного из каркасов размещена ферромагнитная втулка, а датчик тем пературы помещен в общий осевой кан .каркасов с возможностью фиксированНР О перемещения, причем в цепь датчика температуры введен источник стабилизированного напряжения. На чертеже приведена схема предложенной тепловой модели, установле ной в системе электропривода для компенсации температурной погрешнос ти тахометрического моста. В состав системы электропривода с тепловой моделью входят следующие элемента: тиристорный преобразователь 1, силовая сеть 2, датчик 3 тока, обмотки 4 тепловой модели, датчик 5 температуры, источник б стабилизированного напряжения в тепловой модели, стабилизированный источник 7 задающего напряжения, сумматор 8, усилитель 9, система 10 импульсно-фазового управления, двигатель 11, -а также тахометрический мост , -Образованный дополнительными полюсами 12, конденсатором фильт.ра 13, резисторами 14 и 15. Элементы тепловой модели обведены пунктиром. . Работа тепловой модели происходит следующим образом. В зависимости от функционального назначения тепловая модель может включаться либо в цепь защиты и токоограничения, либо в канал компенсации нестационарной температурной составляющей ошибки регулирования. Поскольку и в том и в другом случае включение модели имеет много общего и различаются в основном расчетные тепловые параметры и выходное согласующее устройство, рассмотрим включение модели на примере канала компенсации температурно.й составляющей. ошибки регулирования тахометрического моста. Известно, что комплектные станочные электроприводы имеют ошибку в стабилизации скорости, вызванную прогревом элементов электропривода, доходящую до 2-15% от выставленного значения скорости. Для компенсации этой ошибки проводят ее экспериментальную оценку, находят корре ляционную зависимость между температурой и скоростью с одной стороны и потерями, нагрузкой и временем с другой. Далее рассчитывают постоянные Времени- нагрева мо- дели. Вследствие достаточно сложной зайисймости между скоростью и нагрузкой данная функция может быть апПроксимирова.на лишь экспонентами 2 и более порядков, что вызывает необходимость реализации достаточно сложной модели. Предлагаемое устройство представляет собой электромагнитный элемент, температурное поле которого является аналогом экспериментально определенной зависимости скорости от температуры. 1 При работе электропривода возникают потери, пропорциональные току нагрузки. Сигнал с датчика 3 тока подается на катутнки 4, рассчитанные с помощью критериев подобия так, что их температурное поле является адекватной моделью Теплового поля якоря двигателя 11. Эта температура воспринимается датчиком 5 температу1жл. Далее выходной сигнал модели суммируется в сумматоре 8 с задающим сигналом блока 7 и сигналом обратной связи, поступающим с тахометрического моста, в состав которого входят элементы 12-15. Далее сигнал усиливается усилителем 9, подается на систему 10 импульсно-фазового управления и далее на преобразователь 1, который обеспечивает задан ный режим работы,электродвигателя 11 Как уже указывалось выше/ на температурный дрейф скорости оказывает влияние не только изменение сопротив ления якоря электродвигателя 11, но и температурный дрбйф сигнала задания, выдаваемого источником 7, Для его компенсации предусмотрен-дополнительный источник б с тем же температурным коэффициентом стабилиза- ции напряжения, что и источник 7,,

но с несколько меныаим уровнем (150200% от абсолютного значения температурного дрейфаI, согласованным с сигналом датчика 5 температуры. Включение источников 7 и б встречное. Таким образом, при любых уровнях сигналов с датчика 5 и тахомоста наблюдается взаимная компенсация температурных дрейфов источников б и 7.Приэтом более Высокий уровень напряжения источника 7 обеспечивает заданадий сигнал всей системе управления.

Введение в цепь датчика 5 температуры источника 6 стабилизированного напряжения позволяет повыси гь точность модели.

ТЕПЛОВАЯ МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПО &ВТ.СВ. № 955332, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности модели, в нее введен источник стабилизированного напряжения, включенный в цепь датчика температуры. (О 00 4j 00 41 00