Устройство для тепловой защиты электродвигателя Советский патент 1980 года по МПК H02H7/08 

1

Изобретение относится к защите электрических двигателей и может быть использовано в металлургическом производстве, например, для защиты электрических двигателей прокатных станов и других двигателей, работающих в повторно-кратковременных режимах.

Известно устройство для тепловой защиты электродвигателей 1.

Устройство содержит аналоговую схему, выполненную из резистора и конденсатора, цепь нагрузки, заряжающей конденсатор со скоростью, зависящей от тока, потребляемого электромащиной, термистор, размещенный в обмоТке электромаишны, схему для измерения температуры, детектор уровня, отключающий электромашину, когда напряжение на выходе схемы для измерения температуры превышает заданную величину, в котором моделируется тепловая цепь защищаемой электрической машины и сравнивается напряжение на выходе модели с заданнойвеличиной. При превышении напряжения на выходе моделирующего устройства над заданным устройство защиты отключает электродвигатель.

Недостатком известного устройства для технологических процессов является неизбежность прерь1вания процесса для отключения электродвигателя с целью его охлаждения.

Известно устройство, содержащее рассеивающие тепловые средства, соединенные с нагрузкой, и тиристор. Два главных электрода тиристора соединяются последовательно с нагрузкой. Последовательное соединение резистора и конденсатора образуют цепь, включенную параллельно главным электродам тиристора, параллельно цепи включен термистор с отрицательным температурным коэффициентом. Точка между резистором и конденсатором соединена с управляющим электродом тиристора. Тиристор устанавливают в непосредственной близости от рассеивающей тепло среды 2.

Недостатком известного устройства является то, что защита от перегрузки двигателя основана на отключении двигателя с целью охлаждения, что прерывает технологический процесс, в котором действует этот двигатель. , :: Известно устройство для защиты ротора электрической машины от перегрева с имитатором ротора, Снабженным измерителем тока, перемножителем, интегратором, бло ком сравнения и ограничителем тока 3. Недостатком известного устройства яв ляётся то, что для уменьшения нагрева дви Т ЭтёЖ 7К1ШЬ1Шет $Г- устаШГмаксимального тока, что может, например, для непре° рьгвнШТТрбкатйых станов, привести к перестройке режима прокатки и прерыванию технологического процесса на время перестройки. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, т. е. возможностТя использования для работы электродвигателя в повторно-кратковременном режиме путем изменения среднеквадратичного тока двигателя. Для этого в устройство для тепловой электродвигателя, содержащее датчик тока якоря двигателя, квадратичный преобj л- . разователь, интегратор, соединенные последовательно, задатчик максимально допустимого нагрева и испЪлнительный орган, введены блок деления, блок умножения, сумматор, блок единичной функции, датчик времени работы двигателя с нагрузкой, при этом задатчик максимально допустимого нагрева выполнен в виде задатчика квадрата номинального тока, выход которого соединен с одним входом блока деления, а второй вход последнего подключен к выходу интегратора, выход блока деления соединен с первым входом сумматора, ко второму входу которого подключен выход блока единичной функ ции, а выход сумматора подключен к первому входу блока умножения, ко второму Ty KoTOpbT6 пбДключён выход Датчйк а времени работы двигателя с нагрузкой, причем выход блока умножения подключен к испол : тагтёльмому органу; вьшблненМЬму в виде регулятора темпа технологического npoiiec: ::: :..;;;-:- -, На фиг. 1 представлена блок-схема уст;: : РОЙства; на фиг. 2 - график произвольной токовой нагрузки электродвигателей. Устройство для тепловой защить,электродвигателя состоит из датчика 1 тока якоря двигателя, квадратичного преобразователя 2, вход которого соединен с выходом дат. . чика 1 тока, интегратора 3, вход которого соединен с выходом квадратичного преобразователя 2, а выход - с первым входом блока 4 деления, второй вход которого сое динён с выходом задатчика максил ально допустимого нагрева 5, выполненного в виде задатчика квадрата номинального тока (или пропорциональной величины) якоря двигателя, .л.,., .. С.выхода бло,ка 4 деления сигнал, поступает на первый вход сумматора 6, на вто.. .. рой вхоД пЪследнего поступает сигнал еди- ничной величины с выхода блока 7 единич1НОИ функции. Выход сумматора 6 соединен с первым входом блока 8 умножения, на второй вход которого поступает сигнал с датчика 9 времени работы двигателя с нагрузкой, а выход 8 блока умножения соединен с входом исполнительного органа 10, выполненного в виде регулятора темпа технологического процесса. ;.,. Устройство работает следующим образом. С датчика 1 тока сигнал, пропорциональный фактическому току контролируемого двигателя, поступает на вход квадратичного преобразователя 2, на выходе которого образуется , пропорциональный квадрату фактического тока, который поступает на вход интегрирующего устройства 3 и преобразуется в сигнал, пропорциональный интегралу от кйадрата тока: -fri2dt 3|;«, гдеЗйка- среднеквадратичное значение тока двигателя. Сигнал с интегрирующего устройства 3 поступает на первый вход блока 4 деления, на второй вход поступает сигнал с выхода задатчика 5 максимально допустимого нагрева, пропорциональный квадрату номинального тока 1. С выхода блока 4 деления на вход сумматора 6 поступает сигнал () , на второй вход сумматора 6 поступает сигнал единичной величины с блока 7 единичной функции. В сумматоре б эти сигналы алгебраически складываются и на выходе сумматора формируется сигнал: (Д)-1, который поступает на первый вход блока 8 умножения. На второй вход блока 8 умножения поступает сигнал датчика 9 времени работы двигателя с нагрузкой - Те, а на выходе блока 8 умножения формируется сигнал, пропорциональный минимально возможной (из условия нагрева двигателя) паузы в в Тв()2-1,(1) который поступает в регулятор темпа работы электропривода. Зависи мость (1) получена следующим образом. ЧтобыДвигатель не перегревался, необходимо соблюдать условие: 3« 3i,( гдеЗ« - среднеквадратичный (эквивалентный по нагреву) ток якоря электродвигателя за время цикла работы; JH - номинальный ток электродвигателя. На фиг. 2 приведен график Произвольной токовой нагрузки электродвигателей при повторно-кратковременном режиме работы, с реверсами; в таких режимах работают практически все прокатные двигатели; главные электроприводы обжимных станов, реверсивных прокатных станов, электроприводы нажимных устройств прокатных клетей, системы регулирования толщины полосы и т. д.