Устройство для тепловой защиты электродвигателя

у ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ 11720611 1Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) УДК 621.316. .925 (088.8) пс двюам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения Карагандинский филиал Особого конструкторского бюроВсесоюзного научно-исследовательского института автоматизации черной металлургии и Карагандинский металлургический комбинат(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЛ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯИзобретение 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-кратковременныхрежимах,Известно устройство для тепловой защиты электродвигателей 111.Устройство содержит аналоговую схему,выполненную из резистора и конденсатора,цепь нагрузки, заряжающей конденсатор соскоростью, зависящей от тока, потребляемого электромашиной, термистор, размещенный в обмотке электромашины, схему дляизмерения температуры, детектор уровня,отключающий электромашину, когда напряжение на выходе схемы для измерения температуры превышает заданную величину,в котором моделируется тепловая цепь защищаемой электрической ма;пины и сравнивается напряжение на выходе модели сзаданнойвеличиной. При превышении напряжения на выходе моделирующего устройстванад заданным устройство защиты отключает электродвигатель. Недостатком известного устройства длятехнологических процессов является неизбежность прерывания" процессадля отключения электродвигателя с целью его охлаж дения.5 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 121. 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.720611 ЗО еМ3Известно устройство для защиты ротораэлектрической машины от перегрева с имитатором ротора, снабженным измерителем тока, перемножителем, интегратором, блоком сравнения и ограничителем тока 3.Недостатком известного устройства яв"" ляетсято,"чтодля уменьшения нагрева двигатеЗГяумейьшается "уставка" максимального тока, что может, например, для непре=рйвйых" прокатных станов, привестй кперестройке режима прокатки и прерыванию технологического процесса на время перестройки.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, т. е, возможности использования для работы электродвигателя в повторно-кратковременном режиме путем изменения среднеквадратичного тока двигателя.Для этого в устройство для тепловой за.щиты электродвигателя, содержащее датчик тока якоря двигателя, квадратичный преоб=;-,-.-.,-.разователь, интегратор, соединенные после фдовательно, задатчик максимально допусти мого нагрева и исполнительный орган, введены блок деления, блок умножения, сумматор, блок единичной функции,датчик време- .ни работы двигателя с нагрузкой, при этом21задатчик максимально допустимого нагревавыполнен в виде задатчика квадрата номи нальноготока, выход которого соединен содним входом блока деления, а второй вход последнего подключен к выходу интеграто.ра, выход блока деления соединен с первым -: -".:входом сумматора, ко второму входу которого подключен выход блока единичной функции, а выход сумматора подключен к перво му входу блока умножения, ко второму вхо= Ду КоТорого подключен выход датчика -времени работы двигателя с нагрузкой, причем выход блока умножения подключен к испол-"- -нительному органу; выполненному в видерегулятора темпа технологического процесса. .На фиг. 1 представлена блок-схема уст р -=-":.:ройства; на фиг, 2 - график произвольной токовой нагрузки электродвигателей,Устройство для тепловой защиты электродвигателя состоит из датчика 1 тока якоря двигателя, квадратичного преобразователя 2, вход которого соединен с выходом датчика 1-тока, интегратора 3, вход которого соединен" с выходом квадратичного преобразователя 2, а выход - с первым входом блока 4 деления, второй вход которого сое"динен с-выходом задатчика максимально допустимого нагрева 5, выполненного в виде задатчика квадрата номинального тока (или пропорциональной величины) якоря двигателя.С выхода блока 4 деления сигнал поступает на первый вход сумматора 6, на второй вход последнего поступает сигнал еди=:-,;,:ничной величИны с выхода блока 7 единичной 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 сигнал, пропорциональный квадрату фактического тока, который поступает на вход интегрирующего устройства 3 и преобразуется в сигнал, пропорциональный интегралу от квадрата тока:т ъ1 фгде 2 - среднеквадратичное значение токадвигателя,Сигнал с интегрирующего устройства 3поступает 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( щ ) , на второй вход сумматора 6 поУкступает сигнал единичной величины с блока 7 единичной функции. В сумматоре 6 этисигналы алгебраически складываются и навыходе сумматора формируется сигнал:( -"ф-)- 1,который поступает "на первый вход блока 8умножения. На второй вход блока 8 умножения поступает сигнаЛ датчика 9 времениработы двигателя с нагрузкой- Тв, а навыходе блока 8 умножения формируется сиги ал, пропорциональный минимально возможной (из условия нагрева двигателя) паузы 9О = Тв (фф-) - 1, (1)который поступает в регулятор темпа работы электропривода. Зависимость (1) получена следующим образом.Чтобы двигатель не перегревался, необходимо соблюдать условие:Зск Я Р)где 31 - среднеквадратичный (эквивалентный по нагреву) ток якоря электродвигателя за время цикла работы;3 - 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.720611 5 Среднеквадратичное значение тока электродвигателя за время включения:1-ом инт где 2 - текущее значен вале измерени Ы - величина инте ка; и - количество ин п="а 1 Н неквадратичный вляет:рения т ервалов измерения ток за время цикла Сред Тц,состаТвскв т работы двигате время одного циклаля, Тц=Тв+ 9;- время паузы междуниями.словию (2)н =ск =екв ключем П ТвТвч 6 отку(зщв) 2и 9=Тв ледовательно, вел егулировать вели т1.гре узы м н Составитель АТехред К ШуфрТираж 783дарственного комитизобретений и отЖ - 35, Раушскаянт, г, Ужгород, у Озяч Корректор М. ДемчнкПодписноеР Редактор Ю, Челюкааказ 10230/44НИИП Ц И Госу по делам 113035, Москва,лиал ППП Патеета С крмтий наб.,л Про д. 4/5 ктная, 4 Измеряя среднеквадратичный ток 1 за время включения двигателя Тв, возможно прогнозировать величину паузы, при которой среднеквадратичный ток 1 к за время цикла Тц не превысит номинального тока двигателя и, задавая соответствующую величину паузы, обеспечивать тепловую защиту электродвигателя. Устройство для тепловой защиты электродвигателй, содержащее датчик тока якоря двигателя, квадратичный преобразователь, интегратор, соединенные последовательно, задатчик максимально допустимого нагрева и исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, т. е. возможности использования для работы электродвигателя в10 повторно-кратковременном режиме путем изменения среднеквадратичного тока двигателя, в него введены блок деления, блок умножения, сумматор, блок единичной функции,датчик времени работы электродвигателя с15нагрузкой, при этом задатчик максимальнодопустимого нагрева выполнен в виде задатчика квадрата номинального тока, выход которого соединен с одним входом блока деления, а второй вход последнего подключс. квыходу интегратора, выход блока деления20 соединен с Первым входом сумматора, ко второму входу которого подключен выход блока единичной функции, а выход сумматораподключен к первому входу блока умножения, ко второму входу которого подключенвыход датчика времени работы двигателя снагрузкой, причем выход блока умноженияподключен к йсполнительному" органу, в 1.1-"полненному в виде регулятора темпа технологического процесса,Источники информации,30 принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции224186,кл. Н 02 Н 7/00, 974,2. Патент США3846674, кл. 317 - Я,опублик, 05.11.74,3. Патент ФРГ2431540, кл. Н 02 Н 7/08,1976