Устройство для поддержания допустимой температуры частотно-регулируемого электродвигателя Советский патент 1991 года по МПК H02H5/04 H02H7/85 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для изме- рения и поддержания допустимой температуры обмотки статора частотно- регулируемого электродвигателя при закоU - R не управления --- const и нагрузкой

на валу, характеризующей постоянство момента.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство для поддержания допустимой температуры частотно-регулируемого электродвигателя содержит электродвигатель 1, статорные обмотки которого подключены к статическому преобразователю 2 частоты с каналом 3 регулирования напряжения и каналом 4 регулирования частоты, входы которых подключены к выходу блока 5 задания; вход которого соединен с устройством 6 сравнения, выход датчика 7 максимального тока, содержащий добавочное сопротивление 8, трансформатор 9 тока, датчик Холла 10, помещенный в магнито- проводе, соединенный с электродвигателем 1, соединен с усилителем-интегратором 11, один из входов функционального преобразователя 12 соединен с выходом усилителя- интегратора 11 через параллельно соединенный резистор 13, остальные входы соединены с выходом канала 4 регулирования частоты и с генератором 14 номинальной частоты, первый вход устройства б сравнения соединен с выходом функционального преобразователя 12, а второй выход - с блоком 15 опорного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Тепловое состояние электродвигателя отражается датчиком 7 максимального тока, который сбдержит трансформатор тока и магнитопровод, в зазоре которого помещен датчик Холла. Ток, протекающий через трансформатор тока и магнитопровод, создает магнитный поток. Напряженность магнитного поля, в котором находится датчик Холла, и ток управления, поступающий от шунта через добавочное сопротивление, пропорциональны току, протекающему в контролируемой цепи. Поскольку выходное напряжение, пропорциональное I2, получаемое с холловских электродов, обычно мало (порядка сотен микровольт), в измеритель- ной цепи предусматривается усилитель униполярного импульса i2 и интегратор. Оба этих прибора совмещены в одном интегрирующем усилителе,

При включении электродвигателя 1 на выходе усилителя-интегратора 11 появляется усиленный сигнал, пропорциональный i2. Этот сигнал поступает через параллельно

соединенный резистор 13 на вход функционального преобразователя 12. Костальным входам функционального преобразователя 12 поступают сигналы с канала 4 регулирования частоты и генератора 14 номинальной

частоты. В функциональном преобразовате fa

ле 12 формируется функция у- и умножа1 Р

ется на i2r и эта величина косвенно отра- жает тепловое состояние частотно-регулируемого электродвигателя 1 при законе

U -I R управления- const и нагрузкой на

валу, характеризующей постоянство момен- та для диапазона регулирования частоты с 5-50 Гц. Сигнал i r отражает действующее значение температуры обмотки статора электродвигателя 1. Формирование функции v- , где fH - номинальная

fp

частота электродвигателя 1, поступающая с генератора 14 номинальной частоты:тр - регулируемая частота, поступающая с вы- хода канала 4 регулы рования частоты, связано с кривыми Ногрева асинхронного двигателя.

Кривая нагрева для класса Мс const, где Мс - статический момент на валу двигателя, имеет форму седла. Минимальное значение кривой температуры обмотки статора и других активных частей соответствует значению частоты напряжения 50 Гц. Для эксплуатируемых асинхронных электродвигателей в системе преобразователь частоты - асинхронный электродвигатель (ПЧ-АД) при реализации класса нагрузки Мс const и законе управле11 ID

ния- const рабочим диапазоном

регулирования частоты является Гц. В этом диапазоне частот кривая нагрева обмотки статора представляет форму половину седла, где минимальная температура соответствует f 50 Гц, а максимальная f 5 Гц. Изменение температуры обмотки статора в функции частоты нелинейное. Осуществляя перевод из натуральной величины координат температуры о относительное fchf

fH

и аппроксимируя

кривую нагрева для Мс const, получаем эмпирическое выражение температуры обмотки статора для всего диапазона регулирования частоты (f 5-50 Гц)

б

тн

где

f - температура обмотки статора в

текущей частоте в относительных единицах; fн и fp - значения номинальной и регулируемой частоты.

Сформированный сигнал на выходе функционального преобразователя 12

I fo

поступает на устройство 6 сравнения и сравнивается с опорного напряжения.

сигналом блока 15

С этого блока 15 в

о

устройство 6 сравнения подается сигнал i r, который соответствует номинальному значению температуры обмотки статора электродвигателя (f 50 Гц; I IH; U UH /), и поэтому опорное напряжение Do ы г для каждого электродвигателя вычисляется строго по паспортным данным. Причем значение г 13 выбирается таким образом, чтобы сигналы, поступающие с выхода блока 15 опорного напряжения и усилителя интегратора 11, при номинальном значении температуры двигателя должны быть равны. В зависимости от требований на превышения температуры обмоток-электродвигателя от номинального можно изменить или настроить величину выходного сигнала блока 15 опорного напряжения. В том случае,

i2r

& fp

.2

i r, разность этих СИРНЭЛОВ

подается на блок 5 задания. Соответственно подается команда на изменение выходных координат (fp, Up).

Таким образом, введение функционального преобразователя, взаимосвязанного с генератором номинальной частоты выходом канала регулирования частоты и устройством сравнения, к входу которого подключен выход блока опорного напряжения, расширяет функциональные возможности устройства, так как осуществляетсяхкос- венное измерение температуры статорной обмотки электродвигателя с большим быстродейстаием, а также автоматическое поддержание температуры в допустимых значениях. Данное изобретение может применяться для измерения и поддержания температуры частотно-регулируемых погружных электродвигателей.

Формула изобретения

Устройство для поддержания допустимой температуры частотно-регулируемого электродвигателя, содержащее усилитель, блок задания выходных параметров преобразователя частоты, вход которого соединен с выходом блока сравнения, к первому

входу которого подключен выход блока опорного напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно дополнительно содержит датчик максимального тока,

предназначенный для включения в одну из фаз статорной обмотки электродвигателя, генератор номинальной частоты, резистор и функциональный преобразователь, при этом выход последнего соединен с вторым

входом блока сравнения, а к его первому входу через параллельно соединенный резистор подсоединен выход усилителя, который выполнен интегрирующим, а к второму подсоединен генератор номинальной частоты, выход датчика максимального тока соединен с входом усилителя, а выходы блока задания выходных параметров преобразователя частоты - с соответствующими входами вновь введенного преобразователя

частоты, предназначенного для включения в силовую цепь питания электродвигателя через соответствующие схемы регулирования напряжения и частоты, при этом один из выходов схемы регулирования частоты соединен с третьим входом функционального преобразователя.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения и поддержания допустимой температуры обмотки статора частотно-регулируемого электродвигателя при законе управления и нагрузкой на валу, характеризующей постоянство момента Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства Цель достигается введением в устройство датчика максимального тока 7, генератора номинальной частоты 14,резистора 12 и функционального преобразователя 13.Это позволяет осуществлять косвенное измерение температуры статорной обмотки электродвигателя с большим быстродействием, также автоматическое поддержание температуры в допустимых значениях 1 ил СЛ с х| О О О VI СО