Способ тепловой защиты электрической машины и устройство для его осуществления

,ЯО 112 69 5/04; Н 02 Н ПИСАНИЕ ИЗОВРЕтенВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нал,щий 2 тем, что, с и надежност 6) 2) вибрацию элеобразуют еесуммируют ег-26519,роп бмо ом,кл, Н2 по за кл, Н е 2. Устроиособа по пнтроля темп которого поуправления,с выходом блэлектрическ 1 ТЫ ЭЛЕКТСТВО ДЛЯ РИЧ ЕГО (57 , рич ряю зки ч а ащиты электмашины, о т л щ е е тельн с бло выход блока чт тем, дены его допо ором измебмоткиеобразуютл, сравниваой величиной еобразовател азователя на в виброп опреоб чик, преобраз енсв м эле эл их е и задат злектропр м вых вателя чодом.блобмот ки,от сигнал с эталон превьппении формир адатчи онтрол и ют отключ температурь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо ДелАм изОБРетений и ОТНРытий 3564275/2415.03.8315.1284, БИ.П.Сыч621.316.925Патент Я02 Н 5/04,Авторскоеявке Н 1 338902 Н 5/04,) СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТ ЕСКОЙ МАШИНЫ И УСТРОЙ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.) 1. Способ тепловой еской машины, при кот т ток и температуру о трической машины, пр в электрический сигна отличающиися целью повышения точностидополнительно измеряют ктрической машины, прев электрический сигнал и о с электрическим сигнациональным току и темпераэлектрической машины. ство для осуществления .1 содержащее блокературы обмотки, вход ключен к выходу блока вход которого соединен ока контроля нагруИз о бр ет ение относится к э ксплуатации электрических машин и можетбыть использовано при производствеаппаратов тепловой защиты электрических машин и во всех отраслях.на-.родного хозяйства, использующихэлектропривод, с целью предотвраще"ния повышенного износа изоляции обмоток в аварийных режимах при эксплуатации. ОИзвестен способ тепловой защитыэлектрической машины, основанныйна измерении температуры обмоткивстроенными в нее термодатчиками,преобразовании и формировании выходного 15управляющего сигнала в случае превышения полученного сигнала надуставкой, причем измерение температуры производится после предварительного перед пуском электромашины) 20подогрева термодатчиков пропусканиемчерез них током от источника оперативного питания 1 3.Основным нецостатком этого способа является невозможность обеспечения точного следования температурытермодатчиков за температурой медиобмотки при всех возможных режимахработы электрической машины, что отрицательно сказывается на быстродей- Збствии устройств тепловой защиты,реализующих данный способ, и в конечном итоге на надежности работыэлектрической машины.Наиболее близким к изобретениюявляется способ, реализованный вустройстве для тепловой защитыэлектрической машины, содержащем .блок контроля температуры обмотки,выход которого подключен на входуправляющего блока, который соединенс блоком контроля нагрузки, подключенный в Фазы питания электрическоймашины и выполняющий функцию оперативного питания схемы током, прямопропорциональным нагрузке электрической машины 23,Существенным недостатком данного способа тепловой защиты является то, что, реализуя его,нельзя избежать повышенного износа изсляции обмотки при работе электрических машин в таких технологических процессах производства, где аварийные ре.ямы работы сопровождаются повышением уровня сопутствующих температуре нагрева обмотки факторов, например вибрации, влажности, коммутационных перенапряжений, Как показывает анализэкспериментальных и расчетных данных, это в конечном итоге может взначительной степени снизить надежность работы электрических машин. Втаких случаях сопутствующие эксплуатационные факторы интенсифицируютпроцесс теплового старения изоляции,и контроль только уровня ее нагреване позволяет повысить надежностьработы электрической машины,Целью изобретения является повыше"ние точности и надежности,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу тепловойзащиты электрической машины, при котором измеряют ток и температуру обмотки электрическои машины, преобра-зуют их в электрический сигнал,сравнивают этот сигнал с эталоннойвеличиной и при превьппении формируютотключающнЛ сигнал, дополнительноизмеряют вибрацию электрической машины, преобразуют ее в электрическийсигнал и суммируют его с электрическим сигналом, пропорциональным токуи температуре обмотки электрическоймашины.Кроме того, в устройство для осуществления способа, содержащее блокконтроля температуры обмотки, входкоторого подключен к выходу блокауправления, вход которого соединенс выходом блока контроля нагрузкиэлектрической машины, дополнительновведены вибропреобразователь с блоком электропреобразователя на выходеи задатчик, при этом выход блокаэлектропреобразователя через задатчик соединен с входом блока контролятемпературы обмотки. На чертеже представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ тепловой защиты электрической машины.Устройство содержит блок контроля температуры обмотки 1, содержащий позистор, встроенный в обмотку электрической машины; этот блок соединен с блоком управления 2, состоящим из диода, конденсатора и исполнительного токового реле 3, размыкающий контакт ч которого включен в цепь пита.ния магнитного пускателя 5 параллельно пусковой кнопке 6. Вход блока управления 2 соединен с выходом блока контроля нагрузки электрической машины 7, который1129692 ВНИИПИ Заказ 9461/43 Тираж 613 Подписное Филнал ППП "Патентф, Г. Ужгород, ул,Проектная,4 3подключен ко всем фазным проводампитания электрической машины.Блок контроля нагрузки 7 включаетв себя два трансформатора тока, первичные обмотки которых включены кфазным проводам, вторичные соединены между собой одноименными выводами и подключены к входу блока управления, к выходу которого подсоединенблок контроля температуры обмотки.К блоку контроля нагрузки 7 относится и реле напряжения 8,.которое контролирует напряжение между фазнымпроводбм А и нулевой точкой обмотки,а также замыкающий контакт 9 и размыкающий контакт 10 реле напряже":ния 8,Непосредственно с электрическоймашиной связан также вибропреобразователь 11, выполненный в виде поляризованного пьезоэлектрического элемента из высокомолекулярного полимера, снабженного с противоположныхсторон электродами, Эти электродыподключены на ВХОД блока электропреобразования 12, содержащегоинтегрирующий контур и усилитель, выполненный на транзисторах с глубокой отрицательной обратной связью, Этотусилитель является двухкаскадным сэмиттерным повторителем и обратнойсвязью. Коэффициент его усиленияпрактически не зависит от разбросапараметров транзисторов, и его значение определяется коэффициентомпередачи делителя в цепи обратнойсвязи. Выход блока электропреобразования соединен с входом задатчика.13, содержащим делитель напряженияна резисторах и диод. Этот делительчерез диод подключен на вход блокаконтроля температуры обмотки 1,Устройство работает следующим образом.В нормальном или любом аварийномрежиме работы электрической машиныблок контроля нагрузки 7 поддерживает в цепи питания блока 1 величинутока, прямо пропорциональную нагрузке электрической машины, чем всегдаобеспечивается. оптимальная с точкизрения теплового старения изоляцииточность контроля температуры обмотки машины. 4.В тех аварийных режимах, которыесопровождаются повышением уровнявибрации,под ее воздействием ньезоэлемент вырабатывает соответственно 5 . изменяющееся напряжение, подаваемоена его электроды. Это напряжениепоступает на интегрирующий контурблока 12, на выходе которого напряжение колеблется пропорционально 1 О вибрации электромашины. Сигнал усиливается, проходя через усилительблока 12, и снимается с эмиттеравыходного транзистора этого блокадля передачи на делитель задатчика 15 13 С этоГО Делителя сиГнал прохОДитв цепь питания блока контроля температуры обмотки. Величина этого корректирующего сигнала регулируетсяизменением величины сопротивления 2 О резисторов задатчика и изменениемкоэффициента усиленияусилителя блока электропреобразования 12Следовательно, величина тока питанияблока контроля температуры обмотки1 равна сумме токов; первого, прямопропорционального нагрузке электрической машины, и второго, величинакоторого функционально связана суровнем вибрации электрической ма 3 р шины ф При нагреве позистора блока 1 срабатывает иеполнительное токовоереле 3, отключая электродвигательконтактом 4.35Таким образом, от воздействиякорректирующим сигналом, связаннымс вибрацией электрической машины,на выходной сигнал устройства защитыдостигается ускорение срабатыванияустройства с учетом износа изоляциикак от влияния повьш 1 енной температуры, так и от уровня сопутствующегоей виброускорения. 45Использование изобретения в области защиты электрических машин ,более эффективно с точки зрения повышения надежности их работы по сравнению с известными решениями, так как во всех режимах работы электри,ческой машины предотвращается чрезмерный износ изоляции обмотки под влиянием температуры и вибрации.