Устройство для определения нагрева асинхронного электродвигателя Советский патент 1992 года по МПК H02H5/04 H02H7/08 

числе для определения нагрепа электрических машин о тех случаях, когда машина на имеет встроенных ДЭТЧИКОЕ температуры.

Известно также устройство для тепловой защиты асинхронного злектродвытл е- ля. В этом устройстве осуществляется сравнение выходного напряжений ПС-фильтра, подключенного к фазам обмотки статора, с эталонным напряжением. При нагреве двигателя уровень напряжении на конденсаторе фильтра возрастает, что приводит к отключен и ю д в и га те л л.

Недостатком этого аналога является его низкая точность, связанная с отсутствием учета изменений напряжения сети на изменение потерь в железе статора и соответственно, на нагрев обмотки, а также низкая экономичность, связанная с наличием постоянно включенных резисторов з силоной цепи,

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения нагрева синхронной электрической машины, содержащее сумматор и подключенное ; нему инерционное звено, з также датчик напряжения обмотки статора синхронной машины, датчик реактивного тока обмотки статора синхронной машины, квадраторы и блок умножения, датчик активного тока статора синхронной машины, квадрзтор.

Однако, прототип, применительно к асинхронным двигателям, не обладает необходимой точностью, так как не учитывает влияние на нагрев тех изменений потерь з активном железе статора, которые имеют место при изменениях магнитное потока, возникающих вследствие изменений активного и реактивного тока статора асинхронного электродвигателя при изменениях нагрузки на его валу и напряжена из обмотке статора. Поэтому использование прототипа п р и м е н и т е л ь н о к а с и н х р о н и ы м электродвигателям не может обеспечить необходимой надежности их работы, так как в режимах переменной нагрузки на палу, величина момента которой я отдельные промежутки времени превышает номинальное значение вращающегося момента двигателя, нагрев изоляции обмотки статора может превысить допустимое значение. Тзкоб неконтролируемое превышение температурь обмотки статора выше допустимого значения приводит не только к преждевременно1/ старению изоляции, но может являться причиной выхода машины из строя м остановки технологического процесса.

Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что г устройство для определения нагрева асинхронного элэктродвигагелп, содержащее датчики напряжения активного и реактив- (-юго тока статора, первый, второй и третий квадраторы, своими выходами подключенные- У. соответствующим входам сумматора, пыход которого подсоединен к входу инерционного звена, при этом выход датчика

0 реакгинного тока статора подключен к входу первого квадратора, а оиход датчика активного тока статора подключен к входу третьего квадратор дополнительно сведен блгжэ пычитания, у которого вход уменьша5 емого подключен к выходу датчика напряжения статора, пэрпый м второй входы вычитаемого соединены соответственно с выходами дзтчмиоа реактивного и активного ток - ; стзторз, а выход блока ршчмтания

0 подключен к вкоду второго къядрзтора.

Введение в заявляемое, у;, т оойство блока ;ь;чшания и связан с-:; с датчиками напряжения, активного и реактивного тока статора позволяет повысить точность рабо5 ты путем учета влияния потерь в активном железе асинхронного электродвигателя, и, следовательно, нагреча обмотки его статора.

На чертеже изображена блок-схема

0 прядпзгйемогс устройства.

Устройство содержат сумматор 1 и подключенное к его зыходу инерционное звено 2, а также датчик 3 напряжения статора, датч и к г 4 л 5 соответственно реактивного и

5 активного тока статора, первый, второй и третий квадраторы 6-8.. выходы которых подключены к соотзетстеующим входам сумматора 1. Кроме того, устройство содержит блок Э вычитания, При этом к выходу

0 датчики 3 напряжения статора подключен вход уменьшаемого блока 9 вычитаний, эы- ход которого соединен с входом второго квадратора 7, Первый вход вычитаемого блока 0 вычитания подключен к выходу дзт5 чикй 1 реактивного токэ статора, а второй вход вычитаемого бпока 9 вышлтзчия подсоединяй к выходу датчика 5 активного токэ статора. Кроме того, выходы датчиков 4 и 5 реактивного и активного тока статора под0 ключеиы соответственно к входам первого к третьего квадраторов 6 и 8.

Устройстзо работает следующим образом.

Сигнал выход датчика 4 реактивного

5 токз статора поступает на оход первого квадратора 6 и, проходя через него, возводится квадрат, вследствие чего сигнал , поступающей с выхода квадратора б, на вход сумматора пропорционален той составляющей потери , ллектродвнгателе, когорая зависит от квадрата резкжвного тока г, га юра.

Сигнал выхода датчика 5 активного токя статора поступает из вход третьего квадратора 8 и, проходя через него, возводится кпздрэт, вследствие чего сигнал, поступающий с выхода квадратора 8 на вход сумматора 1, пропорционален той составляющей потерь в электродвигателе, которая зависит от квадратора активного тока статора.

Одновременно сигналы датчика 3 напряжения статора, датчиков 4 и 5 реактивного и активного тока статора поступают на соответствующие входы блока 9 вычитания, в котором из сигнала, пропорционального напряжению на статоре асинхронного электродвигателя, вычитаются сигналы, один из которых пропорционален реактивному току, а второй - активному току статора. Выходной сигнал блока 9 вычитания поступает на вход второго квадратора 7 и, проходя через него, возводится в квадрат, вследствие чего выходной сигнал квадратора 7, поступающий на вход сумматора 1, пропорционален потерям в активном железе статора электродвигателя с учетом соответствующего влияния из них величины активного и реактивного тока статора.

Сумматор 1 осуществляет сложение выходных сигналов квадраторов 6-8 пропорциональных соответствующим составляющим потерь с электродвигателе. Сигнал с выхода сумматора 1 поступает на вход инерционного звена 2. которое по существу является тепловой моделью электродвигателя Поэтому сигнал на выходе инерционного звена 2 соответствует нагреву асинхронного электродвигателя. При необходимости учета влияния изменений температуры окружающей среды на нагрев асинхронного электродвигателя, они могут быть учтены путем подачи соответствующего дополнительного сигнала на вход сумматора 1.

Выходной сигнал устройства в зависимости от назначения и конкретных условий работы асинхронного электродвигателя может быть использован для подачи на измерительный прибор с целью визуального наблюдения за нагревом, а также для подачи в систему автоматического регулирования и ограничения режимов нагрузки или в схем релейной защиты, воздействующей на предупреждающую сигнализацию, либо на отключение электродвигателя.

Техническое преимущество предлагаемого устройства состоит в том, что точность определения нагрева становится более высокой, вследствие чего предлагаемое уст- ройстзо дает более достоверную информацию о нарушении температурного режима, чем прототип, и позволяет более своевременно принять необходимые меры, что повышает надежность работы элек родвигателя.

Положительный эффект достигается благодаря тому, что в предлагаемом устройстве осуществляется более полный учет факторов,влияющих на нагрев асинхронного

электродвигателя.

Поскольку предлагаемое устройство обеспечивает более точное следование своего выходного сигнала за нагревом, создается возможность более полного использования силового электрооборудования и в то же время повышается надежность и долговечность его работы за счет возможности более, своевременного принятия необходимых мер на основе более достоверной информации.

Техническая готовность предлагаемого устройства к использованию в народном хозяйстве заключается в том, что оно может быть легко реализовано на базе стандартных элементов (например, на базе унифицированной блочной системы регулирования или на микросхемах), выпускаемых промышленностью серийно.

Формула изобретения

Устройство для определения нагрева

асинхронного электродвигателя, содержащее датчики напряжения, активного и реактивного тока статора, первый, второй и третий квадраторы, выходами подключенные к соответствующим входам сумматора, выход которого подсоединен к входу инерционного звена, при этом выход датчика реактивного тока статора подключен к входу первого квадратора, а выход датчика эктивного тока статора - к входу третьего квадратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности-и надежности устройства, в него дополнительно введен блок вычитания, у которого вход уменьшаемого

подключен к выходу датчика напряжения статора, первый и второй входы вычитаем )- го соединены соответственно с выходами датчиков реактивного и активного тока статора, а выход блока вычитания подключен к

входу второго квадратора.