Устройство для сушки изоляции установленной на оправке обмотки электрической машины Советский патент 1993 года по МПК H02K15/12 

выход преобразователя 3 напряжение-ток соединен с вторым входом первого дифференциального усилителя и с датчиком 8 температуры, второй вход преобразователя 5 напряжение-ток соединен с первым входом первого дифференциального усилителя 7 и с датчиком 8 температуры. Первый вход второго дифференциального усилителя 11 предназначен для подключения к первому выводу обмотки и подключен к зажиму шунта 3, а второй его вход - для подключения к второму выводу обмотки и подключен к источнику 1 напряжения постоянного тока.

Первый вход аналого-цифрового преобразователя 12 соединен с выходом первого дифференциального усилителя 7, второй вход - с выходом второго дифференциального усилителя 11, выход - с входом запоминающего устройства 13 и с первым входом цифрового компаратора 14. Выход запоминающего устройства 13 соединен с вторым входом цифрового компаратора 14, первый и второй входы устройства 15 управления коммутатором подключены параллельно датчику 8 температуры, а третий вход - к выходу цифрового компаратора 14. 2 ил,

Использование: электромашиностроение, установка для сушки, пропитки, термообработки изоляции обмоток электрических машин. Сущность изобретения: устройство для сушки изоляции установленной на оправке обмотки электрической машины содержит источник 1 напряжения, коммутатор 2, вход которого соединен с выходом устройства 15 управления коммутатором, шунт 3, запоминающее устройство 13. Устройство содержит датчик 8 температуры, установленный на оправке 9, преобразователь 5 напряжение-ток, два дифференциальных усилителя 7,11, анало- го-цифровой преобразователь 12, цифровой компаратор 14 и запоминающее устройство 13. Входы преобразователя 5 напряжение- ток соединены с зажимами шунта, соединенного через коммутатор 2 с источником 1 напряжения, выполненным в виде источника напряжения постоянного тока. Первый

Изобретение относится к области элекромашиностроения и может быть испольовано в установках для сушки, пропитки и ермообработки изоляции обмоток электриеских машин с применением их нагрева.

Цель изобретения - повышение качества сушки изоляции обмоток электрических машин.

На фиг.1 показана блок-схема устройства для сушки изоляции обмоток электрических машин; на фиг,2 - блок-схема устройства управления коммутатором.

Устройство для сушки изоляции обмоток электрических машин (фиг.1) содержит источник 1 напряжения постоянного тока, выполненный в виде выпрямителя по схеме Ларионова, Один полюс источника напряжения постоянного тока подключен через последовательно соединенные коммутатор 2, выполненный в виде электромагнитного контактора типа KT6022/ZY, и шунт: 3 типа 75ШСММЗ-200-0,5, к первому выводу нагреваемой обмотки 4. Второй полюс источника напряжения постоянного тока 1 соединен со вторым выводом нагреваемой обмотки 4. К первому и второму зажимам шунта 3 подключены соответственно первый и второй входы преобразователя 5 напряжение-ток, выполненного по схеме источника тока, управляемого напряжением.

Переключатель б осуществляет переключение режимов. Второй выход преобразователя 5 напряжение - ток соединён с контактом 6,1 переключателя бис первым входом первого дифференциального усилителя 7, выполненного по схеме электрометрического вычитателя. Первый выход преобразователя напряжение - ток соединен с контактом 6.2 переключателя бис вторым входом первого дифференциального усилителя 7. Нагрузкой преобразователя

напряжение - ток в режиме Установка является датчик температуры 8, установленный на технологической оснастке, представляющей собой каркас 9 для размещения нагреваемой обмотки. Каркас служит для

придания определенной формы обмоткам электрических машин в процессе их изготовления.

В качестве датчика температуры 8 использован медный термометр сопротивления/ Нагрузкой преобразователя 5 напряжение - ток в режиме Нагрев является резистор 10, сопротивление которого равно сопротивлению датчика температуры 8, установленного на каркасе 9 для размещения нагреваемой обмотки, при температуре 0°С. На фиг.1 состояние контактов переключателя 6 показано в режиме Нагрев. К первому выводу нагреваемой обмотки 4 подключен первый вход второго

дифференциального усилителя 11, выполненного в виде аттенюатора, включающего в себя повторитель напряжения с входным делителем на резисторах (на чертеже не показан).

. Ко второму выводу нагреваемой обмот- KVi 4 подключен второй вход второго дифференциального усилителя 11. Выход первого дифференциального усилителя 7 подключен к входу опорного напряжения аналоги цифрового преобразователя 12, выполненного на микросхеме К1108ПВ1, Выход второго дифференциального усилителя 11 подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 12. Выход аналого-цифрового

преобразователя 12 соединен с входом запоминающего устройства 13,выполненного на D -триггерах, и с первым входом цифрового компаратора 14, выполненного на микросхемах 134СП1. Выход запоминающего

устройства 13 соединен со вторым входом цифрового компаратора 14. Выход цифрового компаратора 14 соединен с третьим

входом устройства управления коммутатором 15. Первый и второй входы устройства 15 управления коммутатором подключены к выводам датчика температуры 8, выход устройства 15 подключен к коммутатору 2.

Устройство 15 управления коммутатором (фиг.2) содержит одновибратор 16, выполненный на микросхеме К155А51. Прямой выход одновибратора 16 подключен к R -входу RS-триггера 17. К выводам датчика температуры 8 в режиме Нагрев подключены выходы источника тока 18, выполненного по схеме токового зеркала. Выводы датчика температуры 8 соединены с вторым и третьим входами аналогового компаратора 19, выполненного на микросхеме К554САЗ. Первый вход аналогового компаратора 19 соединен с источником порогового напряжения (на чертеже не показан). Выход аналогового компаратора 19 через логический элемент И 20 подключен к S-входу RS-триггера 17. Первый вход логического элемента И 20 соединен с инверсным выходом одновибратора 16.. Выход RS-триггера 17 является выходом устройства управления коммутатором 15,

Устройство для сушки изоляции обмоток электрических машин (фиг.1) работает следующим образом.

На первый дифференциальный усили- , тель 7 поступает сигнал либо с датчика температуры 8 либо с резистора 10. Первый дифференциальный усилитель 7 формирует опорное напряжение для аналого-цифрово- го преобразователя 12. На второй входана- лого-цифрового преобразователя 12 поступает напряжение с нагреваемой обмотки 4. Переключатель 6 устанавливают в положение Установка. При этом опорное и входное напряжения соответствуют формулам:

К| I Ru

(TR,- (1).

Toi

1Ц Кц- I П-RX-TO) (2) где К - коэффициент передачи первого дифференциального усилителя 7 в режиме Установка ;

KI - коэффициент передачи преобразователя напряжение - ток 5;

I - ток, проходящий через шунт 3 и нагреваемую обмотку 4;

Rm-сопротивление шунта 3;

Rt °- сопротивление датчика температуры 8 при температуре Т0:

(7t - температурный коэффициент сопротивления датчика температуры 8;

TRt - температура датчика температуры 8;

0

«и - коэффициент передачи второго дифференциального усилителя 11;

Rx ° - сопротивление нагреваемой обмотки 4 при температуре Т0;

а- температурный коэффициент сопротивления нагреваемой обмотки 4 (меди);.

TRX - температура нагреваемой обмотки 4.

Код N, выдаваемый на запоминающее устройство 13, пропорционален отношению входного напряжения к опорному. При равенстве температурных коэффициентов а и а, а также при установлении равенства температур нагреваемой обмотки 4 и датчика температуры 8 (что соответствует началу нагрева) имеем:

M UBXКЦ I + «(TRX-TO) i -RUJ +«t(TRt -TO)

UOH

K7 K1

K11

K7

K1

Кш RtT°

RxT°

(3)

25

Таким образом, результат измерения приведен к стандартной температуре Т0 и не зависит от тока нагрева.

К7

К7

1 +«(Топт -То) С учетом выражения (3) имеем

(4)

K11

K7 И RUJ Rt° Kl1

Jo

Rx l+«(T0m -То)

Rx°nT

(5)

5 к -KI -RUJ -Rt

где KI - коэффициент передачи первого дифференциального усилителя 7 в режиме Нагрев ;

Топт-оптимальная конечная температу0 рэ разогрева нагреваемой обмотки 4;

. RxTonr - активное сопротивление нагреваемой обмотки 4, соответствующее температуре Топт.

Таким образом, в режиме Установка в

5 запоминающее устройство 13 записывается код, пропорциональный активному сопротивлению нагреваемой обмотки 4 при конечной температуре разогрева, и который хранится в запоминающем устройстве 13 в

0 течение всего цикла разогрева. Код N с выхода запоминающего устройства 13 поступает на второй вход цифрового компаратора 14. На этом режиме Установка окончен. Переключатель 6 устанавливают в режим

5 Нагрев. Опорное напряжение в этом режиме соответствует значению

Uon К7ш К|ш RU. RlOuT I (6),

где Rio - сопротивление резистора 10. npnRio RT° имеем

N--

K11

-- + «(TRX -TO)K -R

К K1 R,u Rt°

(7)

где Rx - текущее значение сопротивления нагреваемой обмотки 4.

Таким образом, в режиме Нагрев на выходе аналого-цифрового преобразователя 12 будет код, пропорциональный текущему значению сопротивления нагреваемой обмотки 4, с выхода аналого-цифрового преобразователя 12 поступает на первый вход цифрового компаратора 14. Сигнал с выхода цифрового компаратора 14 поступает на устройство управления коммутатором 15. Уст- ройство управления коммутатором 15 формирует сигнал, управляющий состоянием коммутатора 2. В начальный момент коммутатор 2 включен и нагреваемая обмотка 4 разогревается током от источника напряже- ния постоянного тока 1, сопротивление нагреваемой обмотки 4 RX увеличивается до

Rpni/IMMHI,

Rx

Rx + а (Тот - То

При Rx Rx 1°пт срабатывает цифровой. компаратор 14 и устройство управления коммутатором 15 отключает коммутатор 2 на определенный интервал времени..

В течение этого интервала нагреваемая обмотка 4 остывает, подавая тепло каркасу 9 для размещения нагреваемой обмотки и окружающей среде. Включение коммутатора 2 осуществляется, по сигналу с датчика температуры 8 при TRI Т0пт после истечения упомянутого выше интервала времени. Таким образом, после нагрева обмотки 4 до оптимальной температуры сушки Т0пт и каркаса 9 для размещения нагреваемой обмот- ки до температуры Топт температура обмотки технологической оснастки (карка- са) поддерживается на постоянном заданном уровне. При хорошей теплоизоляции изделия задают Т0пт TOUT

Устройство управлений коммутатором 15 (фиг.2) работает следующим образом.

Сигнал с выхода цифрового компаратора 14 запускает одновибратор 16. Одновиб- ратор 16 формирует импульс положительной полярности, который, поступая на R-вход RS-триггера 17, сбрасыва- ет его в ноль, что приводит к отключению коммутатора 2 и удерживает его в таком состоянии, блокируя S-вход RS-триггера 17 с инверсного выхода через логический элемент И 20. После окончания импульса одно- вибратора 16 S -вход RS-триггера 17 разблокировывается.

В режиме Нагрев источник тока 18 нагружен на датчик температуры 8. А налоговый компаратор 19 срявниеает напряже.

g

-JQ20

25

gg 3540

45

§() . 55

ние с датчика температуры 8 с пороговым напряжением, равным напряжению, снимаемому с датчика температуры 8 при температуре Топт. При Unop UA, т.е. при TRI Топт сигнал с выхода аналогового компаратора 19 после окончания импульса одновибрато- ра 16 вновь переводит RS-триггер 17 в единицу, включая коммутатор 2.

Изменяя величину коэффициента передачи первого дифференциального усилителя 7 и величину порогового напряжения аналогового компаратора 19, можно задавать различные величины оптимальных температур.

Изобретение позволяет контролировать температуру каркаса, на который устанавливается обмотка, поддерживая необходимую оптимальную температуру самой обмотки, чем обеспечивается оптимальный режим сушки обмотки. Таким образом, изобретение позволяет повысить качество сушки изоляции обмоток электрических машин по сравнению с прототипом, в результате чего снижаются брак при изготовлении обмоток на 30%.

Предлагаемое устройство позволяет также обходиться без отключения его от сети переменного тока для проведения необходимых измерений.что дает возможность осуществлять процесс измерения непре- рывно.

Формула изобретения

Устройство для сушки изоляции установленной на оправке обмотки электрической маши.ны, содержащее источник напряжения, коммутатор, вход которого соединен с выходом устройства управления коммутатором, шунт, запоминающее устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сушки изоляции обмоток электрических машин путем повышения точности контроля температурных параметров обмотки, оно содержит датчик температуры, установленный на оправке, преобразователь напряжение - ток, два дифференциальных усилителя, аналого- цифровой преобразователь, цифровой компаратор и запоминающее устройство, при этом входы преобразователя напряжение - ток соединены с зажимами шунта, соединенного через коммутатор с источником напряжения, выполненным в виде источника напряжения постоянного тока, первый выход преобразователя напряжение - ток сое- динен с вторым входом первого дифференциального усилителя и с датчиком температуры, второй выход преобразователя напряжение - ток соединен с первым входом первого дифференциального усилителя и с датчиком температуры, первый вход

второго дифференциального усилителя предназначен для подключения к первому выводу обмотки и подключен к зажиму шунта, второй вход второго дифференциального усилителя предназначен для подключения к второму выводу обмотки и подключен к источнику напряжения постоянного тока, первыйвход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом первого дифференциального усилителя, второй

С Выхода

цифрового компоротора ft

С датчика

температуры . 8

18

0

вход - с выходом второго дифференциального усилителя, выход - с входом запоминающего устройства и с первым входом цифрового компаратора, выход запоминающего устройства соединен с вторым входом цифрового компаратора, первый и второй входы устройства управления коммутатором подключены параллельно датчику температуры, а третий вход - к выходу цифрового компаратора.

20

17

К коммутатору 2

Фиг. 2