Способ тепловой защиты электродвигателя следящей системы Советский патент 1982 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к способам защиты электрических двигателей следящей системы, например нажимных винтов клетей прокатного стана, осуществляющим :предотвращение перегрузки двигателя по току, и может быть использовано в позиционных системах автоматического регулирования, в частности в прокатном производстве.

По основному авт. св. В 790064 известен способ 1} тепловой защиты электродвигателей, предотвращающий недопустимый перегрев электродвигателя, работающего от управляющего воздействия случайного характера, без изменения пускового тока или его отключения.

В этом способе измеряют, возводят в квадрат и интегрируют во времени ток электродвигателя, сравнивая полученную величину среднеквадратичного тока с предельной регулируемой величиной, и при превышении среднеквадратичного тока над последней воздействуют на режим работы электродвигателя, дополнительно измеряя заданный интервал времени работы электродвигателя, и изменяют величину первоначально установленной зоны нечувствительности регулятора,

в функции измеренных среднеквагогатичного тока и времени работы электродвигателя по закону, определенному формулой

D.

(1Г

10

текущее значение зоны негс гдечувствительности регулятора следящей системы, мм; первоначально установленJt. ное значение зоны нечув15ствительности регулятора, мм;

3 - номинальный (заданный) ток электродвигателя. А; среднеквадратичный ток

ск

20 электродвигателя. А; время работы электродвигаЧ теля за заданный интервал измерения Тц, с.

Приведенная зависимость (1) зоны

25 нечувствительности регулятора от ее начального значения, среднеквадратичного тока двигателя и времени включения в достаточней степени достоверна только для указанного

30 режима и может давать значительну погресшость при изменении режима работы электропривода. Погрешность в определении величины зоны нечувствительности регулятора, сопровождающей сверхквадратичному току, равному номинальному (заданному), может появлятьоя и за счет других причин, например измерения с различной точ(Ностью оценок случайных процессов. Допустим, что по технологическим соображениям и статическим исследованиям режима работы электродвигателя выбрана начальная зона нечувствитель ности регулятора и f(3t,) f 3 , тогда по зависимости (1) (или иной зависимости) определяется эе о, u.TTa.T.J, причем утверждан 81 Ч ск о ется, что (2) Однако по ряду указанных выию при чин тождество (2) может нарушиться и- тогда В этом случае необходимо скорректировать величину зоны нечувствитель ности ж., так как двигатель будет работать не в оптимальном тепловом режиме, что приведет или к преждевре менному износу двигателя (изоляции), или к недоиспользованию двигателя по моменту (мощности). Цель изобретения - пов1л.чение точности тепловой защиты в процессе работы электродвигателя. Поставленная цель достигается тем что согласно способу тепловой защиты дополнительно в заданные интервалы времени измеряют величину среднеквадратичного тока двигателя, сравнивают его с заданным.номинальным .значением тока и со среднеквадратич ным значением тока двигателя, измеренным при начальной зоне нечувствительности регулятора, и при отклонении его от заданного .номинального значения изменяют зону нечувствитель ности регулятора на величину, опреде ляемую по формуле . Ч« о-э-пи) пнэ.. -3,

до тех пор, пока разность между заданным номинальным током и измеренным в последнем интервале значением среднеквадратичного тока не уменьшится (по абсолютному значению) до. заданного минимального значения, где дэе.„. ,4 . - зона нечувствительности регулятора в (п-1)-ом интервале измерения;

2

(7) 0

От куда

к

г«3 2-. J.

аСд - первоначально установленная зона нечувствительности регулятора; значение среднеквадратичного тока двигателя в (n-l)-oM интервале; начальньШ ток двигателя; значение среднеквадратичного тока двигателя при начальной зоне нечувствительности регулятора. На фиг. 1 и 2 приведены зависимосТи (произвольные), поясняющие предлагаемый способ (пунктиром - зависимость формализованная, сплошной линией - фактическая для. конкретного режима работы двигателя и фактического случайного воздействия). Графики на фиг. 1 и 2,поясняют порядок определения уточненных значений зоны нечувствительности регуляторов. При начальной установленной зоне нечувствительности. Хо за заданное время Тц определяется значение среднеквадратичного тока 3. 3 и по зависимости (1) определяете значение эг. , при котором величина среднеквадратичного тока изменяется в сторону приспособления к заданному значению (в частности, к 3 ). , По формуле (1) величина среднеквадратичного тока должна равняться номинальному при at 3t г-е.з..-::}. tia графике (фиг. 1) это соответствует точке. Однако фактически это может соответствовать и точке 1 (фиг. 1) и тогда необходимо дальнейшее изменение зоны нечувствительности ае- с целью приближения Лр к заданному значению. Проведем секущую через точки О и 1 и из подобия треугольников о.пределяем-cKjj ск -н ск 1 -1-«о Откуда -ск. (зе,-) (6) () , Измеряя среднеквадратичный ток вигателя при зоне нечувствительности регулятора г., (фиг. 2) , определяпричем :),,,,-3„ На основании зависимостей (6)и (8) получаем общее выражение для корректировки зоны нечувствительно ти регулятора п ..-1 н-ок п--1 -n n--i Сходимость итерационного процес са подтверждается теорией вычислительных методов. Для проверки способа проведены .экспериментальные исследования на электроприводе нажимных винтов ста на 1700 горячей прокатки Караганди Ького металлургического комбината. Двигатель нажимных винтов типа ДП-72. Номинальный ток двигателя JH 440 А, начальная зона нечувстви тельности регулятора as.oOf01 . При работе системы с начальной зоной нечувствительности измерена величина среднеквадратичного тока ЛскоЗОО А. Изменив зону нечувствительности устанавливают ее равной at 0,07 м Среднеквадратичный ток при этой зоне нечувствительности уменьшаетс и стает равным JCK 200 А. По зависимости (4) определяем в личину коррекции зоны нечувствител ности -н-ck (440-200 (0,01-0,07) -0,048 (м 51)0 - 200 Xri зе ч- /1Х 0,07-0,048 0,022 (м Величина измеренного при зоне н чувствительности х.чО,022 мм средн квадратичного тока двигателя равна Зек,, 400 А. По зависимости (4) определяем величину коррекции зоны нечувствительности на следуютдем шаге . () 440 - 400 (1 - 0,022) 0,0048 (мм 500 - 4D(J Изменив зону нечувствительности .на л 362 установив ее равной «,, at, + йл 0,022-0,0215 (мм), замеряем величину среднеквадратичного тока двигателя при работе привода с этой зоной нечувствительности Зек 430 А. По зависимости (4) определяем величину коррекции зоны нечувствительности Сна третьем шаге коррекции) -н-ckj ) .-.) -0,00164 (мм). Изменив зону нечувствительности регулятора и установив ее равной эе эе + лае 0,0215 - 0,00164 0,01986 (мм) I замеряем среднеквещратичный ток двигателя. Величина его оказывается близка к номинальному значению, т.е. СК4- 440 А. технико-экономическим преимуществом предлагаемого способа является то, что он расширяет, функции известного, позволяя добиваться оптимального теплового режима двигателя пу-тем адаптации защиты при изменении режима работы двигателя, что увеличивает срок службы электродвигателя, его-загрузку и косвенно влияет на . повышение производительности агрегата и качество выпускаемой продукции. Формула изобретения Способ тепловой защиты злектродвигателя следящей системы по авт. св. 790064, отличающийся, тем, что, с целью повышения точности тепловой защиты в процессе работы электродвигателя, дополнительно в заданные интервалы времени измеряют величину среднеквадратичного тока двигателя, сравнивают его с заданным номинальным значением тока и со среднеквс1дратичным значением тока двигателя, измеренным при начальной зоне нечувствительности регулятора,и при отклонении его от заданного номинешьного значения изменяют зону нечувствительности регулятора на величину определяемую по формуле .., l. Ь до тех пор, пока разность между заданным номинальным током и измеренным в последнем интервале значением среднеквадратичного тока не уменьгаится (по абсолютному значению) до заданного минимального значения, где.

дл„.эе„-«п-

зона нечувствительности регулятора в (п-1)-ом интервале измерения (последнем интервале измерения) ;

первоначально ycTaHOBneHная зона нечувствительности регулятора;

ск значение среднеквадратичного тока двигателя в (n-l)-oM интервале (последнем интервале измерения);

Зрк - значение среднеквадратичного тока двигателя при начальной зоне нечувствительности регулятора; . Лц - начальный ток двигателя,

Источники информации, инятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 790064, кл. Н 02 Н 7/08, 1979.

(J

о

Рие.2